最小生成樹 講解

2021-07-31 09:55:13 字數 3110 閱讀 3742

最小生成樹講解

從點的方面考慮構建一顆

mst,大致思想:設圖

g頂點集合為

u,首先任意選擇圖

g中的一點作為起始點

a,將該點加入集合

v,再從集合

u-v中找到另一點

b使得點b到

v中任意一點

的權值最小,此時將

b點也加入集合

v;以此類推,現在的集合

v=,再從集合

u-v中找到另一點

c使得點c到

v中任意一點的權值最小,此時將

c點加入集合

v,直至所有頂點全部被加入

v,此時就構建出了一顆

mst。因為有

n個頂點,所以該

mst就有

n-1條邊,每一次向集合

v中加入乙個點,就意味著找到一條

mst的邊。

]:表示以

i為終點的邊的最小權值,當

lowcost[i

]=0說明以

i為終點的邊的最小權值

=0,也就是表示

i點加入了

mstmst[i

]:表示對應

lowcost[i

]的起點,即說明邊

<

mst[i],

i>

是mst

的一條邊,當

mst[

i]=0

表示起點i加入

mst我們假設

v1是起始點,進行

初始化

lowcost

[2]=6

,lowcost

[3]=1

,lowcost

[4]=5

,lowcost

[5]=∞,

lowcost

[6]=∞;

mst[2

]=1,  

mst[3

]=1,   

mst[4

]=1,

mst[5

]=1,  

mst[6

]=1,(所有點預設起點是v1)

明顯看出,以

v3為終點的邊的權值最小

=1,所以邊

<

mst[3],3>=1

加入mst

此時,因為點

v3的加入,需要更新

lowcost

陣列和mst

陣列:

lowcost

[2]=5

,lowcost

[3]=0

,lowcost

[4]=5

,lowcost

[5]=6

,lowcost

[6]=4

mst[2]=3

,  mst

[3]=0

,   

mst[4

]=1,  

mst[5

]=3,  

mst[6]=3

明顯看出,以

v6為終點的邊的權值最小

=4,所以

邊<

mst[6],6

>=4加入

因為點v6的加入,需要更新lowcost陣列和mst陣列:

lowcost[2]=5,lowcost

[3]=0,lowcost

[4]=2,lowcost[5]=6,lowcost

[6]=0

mst[2]=3,     mst

[3]=0

,      mst[4]=6,      mst[5]=3,    mst

[6]=0

明顯看出,以v4為終點的邊的權值最小=2,所以邊=4加入mst

此時,因為點v4的加入,需要更新lowcost陣列和mst陣列:

lowcost

[2]=5

,lowcost

[3]=0

,lowcost

[4]=0

,lowcost[5]=6,lowcost

[6]=0

mst[2]=3,      mst

[3]=0

,     

mst[4]=0,        mst[5]=3,    mst

[6]=0

明顯看出,以v2為終點的邊的權值最小=5,所以邊=5加入mst

此時,因為點v2的加入,需要更新lowcost陣列和mst陣列:

lowcost[2]=0,lowcost[3]=0,lowcost[4]=0,lowcost

[5]=3,lowcost[6]=0

mst[2]=0,        mst[3]=0,    mst[4]=0,      mst[5]=2,      mst[6]=0

很明顯,以v5為終點的邊的權值最小=3,所以邊=3加入mst

lowcost[2]=0,lowcost[3]=0,lowcost[4]=0,lowcost[5]=0,lowcost[6]=0

mst[2]=0,      mst[3]=0,        mst[4]=0,    mst[5]=0,      mst[6]=0

至此,mst構建成功,如圖所示:

mst:最小生成樹;

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