(HW)Prim算法(Java)

  1 import java.util.Comparator;
  2 import java.util.HashMap;
  3 import java.util.LinkedList;
  4 import java.util.List;
  5 import java.util.Map;
  6 import java.util.PriorityQueue;
  7 
  8 public class test
  9 {
 10     public static void main(String[] args)
 11     {
 12         Graph g = new Graph();
 13         /*for(Edge e : g.adjacencyMap.get(g.v6))
 14             System.out.print(e.dst.name + " ");*/
 15         MST_Prim(g, g.v1);
 16     }
 17     
 18     public static void MST_Prim(Graph g, Vertex s)  //时间复杂度: O(elogv) e为边数 v为点数
 19     {
 20         PriorityQueue<Vertex> queue = new PriorityQueue<>(new Comparator<Vertex>()
 21         {
 22             public int compare(Vertex o1, Vertex o2)
 23             {
 24                 return o1.key - o2.key;  //最小堆
 25             }
 26         });
 27         g.v1.key = Integer.MAX_VALUE;
 28         g.v2.key = Integer.MAX_VALUE;
 29         g.v3.key = Integer.MAX_VALUE;
 30         g.v4.key = Integer.MAX_VALUE;
 31         g.v5.key = Integer.MAX_VALUE;
 32         g.v6.key = Integer.MAX_VALUE;
 33         s.key = 0;
 34         queue.add(g.v1);
 35         queue.add(g.v2);
 36         queue.add(g.v3);
 37         queue.add(g.v4);
 38         queue.add(g.v5);
 39         queue.add(g.v6);
 40         Vertex u;
 41         int min_sum = 0;
 42         while(!queue.isEmpty())  
 43         {
 44             u = queue.poll();  //key值最小的先出队
 45             u.isvisited = true;
 46             if(u.key != 0)
 47             {
 48                 System.out.print("(" + u.predecessor.name + "," + u.name + ")" + " ");
 49                 min_sum += u.key;
 50             }
 51             for(Edge e : g.adjacencyMap.get(u))
 52                 if(e.dst.isvisited == false && e.dst.key > e.weight)
 53                 {
 54                     e.dst.predecessor = u;
 55                     e.dst.key = e.weight;
 56                     queue.remove(e.dst);  //最小堆化
 57                     queue.add(e.dst);
 58                 }
 59         }
 60         System.out.print("\n" + min_sum);
 61     }
 62 }
 63 
 64 class Vertex
 65 {
 66     String name;
 67     int key;  //与当前点连接的边的最小权值
 68     Vertex predecessor;  //当前点的前驱
 69     boolean isvisited;  //是否出队
 70     
 71     public Vertex(String name)
 72     {
 73         this.name = name;
 74         this.key = Integer.MAX_VALUE;
 75         this.predecessor = null;
 76         this.isvisited = false;
 77     }
 78 }
 79 
 80 class Edge
 81 {
 82     Vertex src;
 83     Vertex dst;
 84     int weight;  //权值
 85     
 86     public Edge(Vertex src, Vertex dst, int weight)
 87     {
 88         this.src = src;  //起点
 89         this.dst = dst;  //终点
 90         this.weight = weight;
 91     }
 92 }
 93 
 94 class Graph
 95 {
 96     Vertex v1, v2, v3, v4, v5, v6;
 97     Map<Vertex, List<Edge>> adjacencyMap;
 98     
 99     public Graph()
100     {
101         v1 = new Vertex("v1");
102         v2 = new Vertex("v2");
103         v3 = new Vertex("v3");
104         v4 = new Vertex("v4");
105         v5 = new Vertex("v5");
106         v6 = new Vertex("v6");
107         adjacencyMap = new HashMap<>();
108         
109         //v1的邻接边
110         Edge e12 = new Edge(v1, v2, 6);
111         Edge e13 = new Edge(v1, v3, 1);
112         Edge e14 = new Edge(v1, v4, 5);
113         List<Edge> v1N = new LinkedList<>();
114         v1N.add(e12);
115         v1N.add(e13);
116         v1N.add(e14);
117         adjacencyMap.put(v1, v1N);
118         
119         //v2的邻接边
120         Edge e21 = new Edge(v2, v1, 6);
121         Edge e23 = new Edge(v2, v3, 5);
122         Edge e25 = new Edge(v2, v5, 3);
123         List<Edge> v2N = new LinkedList<>();
124         v2N.add(e21);
125         v2N.add(e23);
126         v2N.add(e25);
127         adjacencyMap.put(v2, v2N);
128         
129         //v3的邻接边
130         Edge e31 = new Edge(v3, v1, 1);
131         Edge e32 = new Edge(v3, v2, 5);
132         Edge e34 = new Edge(v3, v4, 5);
133         Edge e35 = new Edge(v3, v5, 6);
134         Edge e36 = new Edge(v3, v6, 4);
135         List<Edge> v3N = new LinkedList<>();
136         v3N.add(e31);
137         v3N.add(e32);
138         v3N.add(e34);
139         v3N.add(e35);
140         v3N.add(e36);
141         adjacencyMap.put(v3, v3N);
142         
143         //v4的邻接边
144         Edge e41 = new Edge(v4, v1, 5);
145         Edge e43 = new Edge(v4, v3, 5);
146         Edge e46 = new Edge(v4, v6, 2);
147         List<Edge> v4N = new LinkedList<>();
148         v4N.add(e41);
149         v4N.add(e43);
150         v4N.add(e46);
151         adjacencyMap.put(v4, v4N);
152         
153         //v5的邻接边
154         Edge e52 = new Edge(v5, v2, 3);
155         Edge e53 = new Edge(v5, v3, 6);
156         Edge e56 = new Edge(v5, v6, 6);
157         List<Edge> v5N = new LinkedList<>();
158         v5N.add(e52);
159         v5N.add(e53);
160         v5N.add(e56);
161         adjacencyMap.put(v5, v5N);
162         
163         //v6的邻接边
164         Edge e63 = new Edge(v6, v3, 4);
165         Edge e64 = new Edge(v6, v4, 2);
166         Edge e65 = new Edge(v6, v5, 6);
167         List<Edge> v6N = new LinkedList<>();
168         v6N.add(e63);
169         v6N.add(e64);
170         v6N.add(e65);
171         adjacencyMap.put(v6, v6N);
172     }
173 }