上面用是否在同一个集合的方法判断是否出现环;实际上是用的就是并查集算法;可以用一颗树表示一个集合,用树的根节点作为集合的标志。
刚开始所有节点都是一颗独立的树,当将两个节点合并时,可以选择其中一个节点作为树的根节点(即让一个节点指向另一个),当合并的是两颗树时,可以将其中一棵树的根节点指向另一棵树。当需要查找某一个节点所在的集合时,可以通过该节点一直向上找根节点,然后将根节点返回即可确定节点所在的集合。
并查集最主要就是将集合合并的函数和查找节点所在集合的函数。
并查集可以用一个一维数组实现,算法的步骤如下:
代码如下:
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
public class 最小生成树 {
static int[] parent = new int[5];//存储每一个节点的父节点
public static void main(String[] args) {
//初始化图
List<Edge> l = new ArrayList<Edge>();
l.add(new Edge('C','D',1));
l.add(new Edge('C','A',1));
l.add(new Edge('C','E',8));
l.add(new Edge('A','B',3));
l.add(new Edge('D','E',3));
l.add(new Edge('B','C',5));
l.add(new Edge('B','E',6));
l.add(new Edge('B','D',7));
l.add(new Edge('A','D',2));
l.add(new Edge('A','E',9));
Collections.sort(l); //对边进行排序
Arrays.fill(parent, -1); //将数组初始化为-1
Set<String> s = new HashSet<String>(); //用于存储选中的边
int count = 0; //用于统计取出边的数量
//依次添加四条边
for(int i=0; count<5-1; i++){
Edge temp = l.get(i);
if(!union(temp.start,temp.end)){
continue;
}
String str = (char)(temp.start+'A') + "--" +(char)(temp.end+'A');
s.add(str);
count++;
}
//打印结果
for(String str:s){
System.out.println(str);
}
}
//查找节点所在的集合(查找根节点)
private static int findRoot(int t){
int res = t;
while(parent[res]!=-1){
res = parent[res];
}
return res;
}
//将两个节点所在的树(集合)进行合并; 合并失败返回false,成功返回true
//同时也可以检查两个节点是否在同一个集合
private static boolean union(int x, int y){
int xroot = findRoot(x);
int yroot = findRoot(y);
if(xroot == yroot){ //两个节点在同一颗树
return false;
}
parent[xroot] = yroot; //将x的根节点指向y的根节点
return true;
}
}
class Edge implements Comparable<Edge>{
int start; //边的起点
int end; //边的终点
int distance; //边的权值
public Edge(char start, char end, int distance) {
super();
this.start = (int)(start-'A'); //将字符转换为int类型
this.end = (int)(end-'A');
this.distance = distance;
}
@Override
public int compareTo(Edge o) { //返回正数表示this会排在后面
if(this.distance>o.distance){
return 1;
}
if(this.distance<o.distance){
return -1;
}
return 0;
}
}