最小生成树—建设电力系统

题目描述

小明所在的城市由于下暴雪的原因,电力系统严重受损。许多电力线路被破坏,因此许多村庄与主电网失去了联系。政府想尽快重建电力系统,所以,身为程序员的你被赋予了一项任务,就是编程计算重建电力系统的最少花费,重建的电力系统必须保证任意两个村庄之间至少存在一条通路。

输入

输入的第一行为一个整数T(1<=T<=50),表示有T组测试数据。
每组输入第一行是两个正整数N,E(2<=N<=500,N<=E<=N*(N-1)/2),分别表示村庄的个数和原有电力线路的个数。
接下来的E行,每行包含三个整数A,B,K(0<=A,B<N,0<=K<1000)。A和B分别表示电力线路的起始村庄代号。如果K=0,表示这条线路仍然正常。如果K是一个正整数,表示这条线路需要花费K的代价来重建。
题目保证输入中没有重边,也没有起始村庄相同的边。

输出

对于每组输入,输出重建电力系统所需的最小花费,以此来保证任意两个村庄之间至少存在一条通路。

样例输入

1
3 3
0 1 5
0 2 0
1 2 9

样例输出

5

 Kruskal算法:

我个人觉得Kruskal算法还是比较好懂得,就是并查集有点难度,尤其是寻找祖先、修改祖先的地方有点难理解

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
struct edge
{
	int u,v,w;
}e[250050];                              //为了方便排序,这里创建了一个结构体来存储边的关系
int f[510];
bool cmp(edge a,edge b)
{
	return a.w<b.w;                  //按花费从小到大排序
}
int find (int x)                         //并查集寻找祖先的函数
{
	if (f[x]==x) return x;
	else 
	{
		f[x]=find(f[x]);         //路径压缩
		return f[x];
	}
}
int merge(int u,int v)                   //并查集合并两子集的函数
{
	int t1=find(u);
	int t2=find(v);
	if (t1!=t2)                      //判断两点是否在同一个集合中
	{
		f[t1]=t2;
		return 1;
	}
	return 0;
}
int main ()                              //从主程序阅读代码是个好习惯^*_*^
{
	int t,n,m;
	cin>>t;                                          //t组数据
	while (t--)
	{
		cin>>n>>m;
		int sum=0,count=0;
		for (int i=0;i<m;i++)
			cin>>e[i].u>>e[i].v>>e[i].w;     //输入起点、终点、花费
		sort(e,e+m,cmp);                         //把花费从小到大排列
		for (int i=0;i<n;i++)                    //并查集初始化
		    f[i]=i;
		for (int i=0;i<m;i++)                    //从小到大枚举每一条边
		{
			if (merge(e[i].u,e[i].v))        //判断是否在同一个集合里
			{
				sum+=e[i].w;
				count++;
			}
			if (count==n-1) break;           //选了n-1条边之后退出循环
		}
		cout<<sum<<endl;
	}
	return 0;
}

Prim算法:

之前刚看到Prim算法的时候,还以为和dijstra算法一样~_~直到自己真的写的时候,才发现不同。

主要是在dis数组,dijstra中dis数组记录的是初始点到当前点的距离,最后只需要输出dis[终点]就行。

Prim中dis数组记录的是生成树到当前节点的距离,是两点之间的距离,最后输出的是dis数组的和。

#include <iostream>
using namespace std;
#define inf 0x3f3f3f3f
int n,m,e[520][520];                      //n表示顶点的个数,m表示边的条数,e存储两顶点的花费
void prim()
{
	int dis[520],book[520]={0};       //所有顶点初始化为未走过
	for (int i=0;i<n;i++)
	    dis[i]=e[0][i];               //初始化dis数组,0号顶点到各个顶点的距离
	book[0]=1;                        //0号顶点已经走过(将0号顶点加入生成树)
	int minn,sum=0,u;                
	for (int i=0;i<n-1;i++)           //把剩下n-1个点加入生成树中
	{
		minn=inf;
		for (int j=0;j<n;j++)
		{
			if (!book[j]&&dis[j]<minn)     //找到生成树中的点到其它点的最短距离
			{
				minn=dis[j];
				u=j;                   //标记一下是哪个点
			}
		}
		book[u]=1;sum+=dis[u];                 //标记为走过,和加上这个距离
		for (int j=0;j<n;j++)
		{
			if (!book[j]&&dis[j]>e[u][j]) dis[j]=e[u][j];
		}                   //扫描当前顶点J的所有边,更新生成树到每一个非定点树的距离
	}
	cout<<sum<<endl;
}
int main ()
{
	int t;
	cin>>t;
	while (t--)
	{
		cin>>n>>m;
		int u,v,w;
		for (int i=0;i<n;i++)             //初始化
		    for (int j=0;j<n;j++)
		    {
		    	if (i==j) e[i][j]=0;
		    	else e[i][j]=inf;
		    }                       
		for (int i=0;i<m;i++)             //读入边
		{
			cin>>u>>v>>w;
			e[u][v]=w;
			e[v][u]=w;                //无向图,将边反向再存一遍
		}
		prim();
	}
	return 0;
}

欢迎指正!!

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