最小生成树算法kruskal详细解析

最小生成树有两个算法: Kruskal K r u s k a l Prim P r i m

这两种算法是最小生成树的算法中最常用的算法(因为我不知道别的算法……)

Kruskal K r u s k a l 主要思路

快排每一条边,从小到大。
接下来用循环枚举按顺序每一条边,当一条边的两个点不在同一个并查集时,
把这条边加上,然后再把两个点加到同一个并查集里。
若在同一个并查集里,就跳过这条边(不执行任何操作)

Kruskal K r u s k a l 代码实现思路:

  1. 输入边,用结构体储存
  2. 用结构体快排以边比较从小到大快排
  3. 建一个并查集,并初始化并查集(并查集代表两个点有没有在同一个树里面)

接下来是重点

设边edge[100000],edge.start一个点,edge.to另一个点,edge.val是边长,ans是最终答案。
1. for(i=1;i<=m(边数);i++)找一条边edge[i],若edge[i].start与edge[i].to不在同一个并查集里面,就将edge[i].start与edge[i].to所在的并查集合并,并将ans+=edge[i].val。
2. 若在同一个并查集,则跳过这次循环。因为如果这两个点连接起来,就会形成一个环。

最小生成树算法kruskal详细解析_第1张图片

{若1与3连起来,就会造成一个环。}
- 最后一步:printf(“%d”,ans);

解释:
1. 快排边长,是为了让每次选的都是所有连接中都能是边长最小的(贪心思想)
2. 并查集的作用是:判断有没有连成一个环。若两个点在同一个并查集里面,则说明它们在同一个树里,若连接,就会造成一个环
3. 当到了已连边的个数是点的个数-1时,就要停止循环,因为这个时候,最小生成树已经完成了,所有的并查集都连在了一起。

                                下面是点为5时的情况

最小生成树算法kruskal详细解析_第2张图片
(P.S.4号点到三号点多画了一条虚线,恳请见谅)
以下是本人(蒟蒻)的代码

#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int n,m,i,j,u,v,total;
struct edge{
    int start,to;long long val;
}bian[2000005];
int f[100000];
long long ans;

int find(int x)//并查集部分
{
    if (f[x]==x) return x; else 
    {
        f[x]=find(f[x]);
        return f[x];
    }   
}

bool cmp(edge a,edge b)//结构体快排时用到的
{
    return a.valinline void kruskal()//最小生成树
{

    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        u=find(bian[i].start);
        v=find(bian[i].to);
        if(u==v) continue;//判断在不在同一个并查集里面,在就下一个循环
            ans+=bian[i].val;//不在,就加上
            f[u]=v;//连接两个并查集
            total++;
            if(total==n-1) break;//当形成了最小生成树后,退出(之后做的也没用了)
    }
} 
int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(i=1;i<=n;i++) f[i]=i;
    for(i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%d%d%d",&bian[i].start,&bian[i].to,&bian[i].val);
    }
    sort(bian+1,bian+m+1,cmp);//快排边长
    kruskal();
    printf("%d",ans);
    return 0;
}

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