Prim求无向连通图最小生成树

时间:2021-12-03 12:40:25

Prim算法是一种从顶点开始扩展最小生成树的贪心算法,它的核心步骤如下:

初始化:向空树T=(VT,ET)中添加图G=(V,E)的任一顶点u0,使VT={u0},ET=空集

循环(重复下列操作至VT=V): 从图G中选择满足{(u,v)| u属于VT,v属于V-VT}且具有最小权值得边(u,v),并置VT=VT U {v},ET=ET U {(u,v)}

#include <stdio.h>#include <string.h>
#define VMAX 50
#define INF 0x7fffffff//2147483647

typedef struct{
// ElemType Vex[VMAX];//顶点表
int Edge[VMAX][VMAX];//邻接矩阵
int vexnum,arcnum;//当前顶点数和边数
}MGraph;

int prim(MGraph G)
{
int dist[VMAX],mst[VMAX];//mst保存生成树的边在S中对应的顶点
bool visited[VMAX];
int result = 0,mins;
int j = 3;//设置起始结点
memset(visited,false,sizeof(visited));
//初始化最短距离
for(int i=1;i<=G.vexnum;i++)
if(i!=j)
{
dist[i] = G.Edge[i][j];
mst[i] = j;//生成树的边在S中对应的顶点初设为起始结点
}
visited[j] = true;
//进行vexnum-1次顶点选择
for(int r=1;r<G.vexnum;r++)
{
mins = INF;
//从V-S中选择和S中顶点权值最小顶点进入S中
for(int k=1;k<=G.vexnum;k++)
if(!visited[k] && mins > dist[k])
{
mins = dist[k];
j = k;
}
printf("dist(%d,%d)=%d\n",mst[j],j,mins);
result += mins;
visited[j] = true;
//并入顶点j后,更新V-S中顶点到S中顶点的最小权值
for(int t=1;t<=G.vexnum;t++)
{
if(!visited[t] && G.Edge[j][t] < dist[t])
{
dist[t] = G.Edge[j][t];
mst[t] = j;
}
}
}
return result;
}

int main()
{
MGraph G;
int vex1,vex2;
printf("无向图顶点数、边数:");
scanf("%d%d",&G.vexnum,&G.arcnum);
//必须首先将Edge初始化为INF
//memset(G.Edge,INF,sizeof(G.Edge)); //-1
for(int r=1;r<=G.vexnum;r++)
G.Edge[r][r] = INF;
for(int t=1;t<=G.vexnum;t++)
for(int k=t+1;k<=G.vexnum;k++)
G.Edge[t][k] = G.Edge[k][t] = INF;
printf("依次输入边结点及对应的权值:\n");
for(int i=0;i<G.arcnum;i++)
{
scanf("%d%d",&vex1,&vex2);
scanf("%d",&G.Edge[vex1][vex2]);
G.Edge[vex2][vex1] = G.Edge[vex1][vex2];
}
printf("最小生成树如下:\n");
printf("权值之和:%d\n",prim(G));
return 0;
}

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