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Prim算法(普里姆算法)

描述:

  一个连通图的生成树是指一个极小连通子图,它含有图中的全部顶点,但只有足以构成一棵树的 n-1 条边。我们把构造连通网的最小代价生成树成为最小生成树。而Prim算法就是构造最小生成树的一种算法。

定义:

  假设N = (P,{E})是连通网,TE是N上最小生成树中边的集合。算法从U = {U0}(U0属于V)。开始重复执行下述操作:在所有u属于U,v属于V-U的边(u,v)属于E中找到一条代价最小的边(u0,v0)并入集合TE,同事v0并入U,知道U = V为止。此时TE中必有n-1条边,则T = (V,{TE})为N的最小生成树

功能:

  假设你是电信的实施工程师,需要为一个镇的九个村庄架设通信网络做设计,村庄零星地分布在这个镇中,每个村庄之间都有一定的距离,我们可以用prim算法找到一种连接方式。用这种方式可以保证总的路径最短。

代码:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define MAXVERTEX 10#define INF 65535typedef char VertexType;typedef int EdgeType;typedef struct MGraph{    VertexType data[MAXVERTEX];    EdgeType edge[MAXVERTEX][MAXVERTEX];    int numVertex;    int numEdge;}MGraph;//构造一个图void CreateMGraph(MGraph *G){    int i = 0,j = 0,k = 0,w = 0;    VertexType c;    printf("请输入顶点的数目和边的数目:中间用逗号隔开,回车表示结束:\n");    scanf("%d,%d",&G->numVertex,&G->numEdge);    fflush(stdin);    printf("请输入顶点存储的数据,以回车表示结束:\n");    scanf("%c",&c);    while(i < G->numVertex)    {        if(c == ‘\n‘)            break;        G->data[i] = c;        i++;        scanf("%c",&c);    }    for(i = 0;i < G->numVertex;i++)    {        for(j = 0;j < G->numVertex;j++)        {            if(i == j)                G->edge[i][j] = 0;            else                G->edge[i][j] = INF;        }    }    fflush(stdin);    for(k = 0;k < G->numEdge;k++)    {        printf("请输入边vi-vj依附顶点的下标 i 和 j ,以及权值w,中间用逗号隔开,回车表示结束:\n");        scanf("%d,%d,%d",&i,&j,&w);        G->edge[i][j] = w;        G->edge[j][i] = G->edge[i][j];    }    printf("\n得到的邻接矩阵为:\n");    for(i = 0;i < G->numVertex;i++)    {        for(j = 0;j < G->numVertex;j++)        {            printf("%d ",G->edge[i][j]);        }        printf("\n");    }}void Prim(MGraph *G){    int i = 0,j = 0,k = 0,min,m;    int adjvex[MAXVERTEX];    int lowcost[MAXVERTEX];    for(i = 0;i < G->numVertex;i++)    {        adjvex[i] = 0;    }    lowcost[0] = 0;    for(i = 1;i < G->numVertex;i++)    {        lowcost[i] = G->edge[0][i];    }    for(i = 1;i < G->numVertex;i++)    {        j = 1,k = 0;        min = INF;        while(j < G->numVertex)        {            if(lowcost[j] != 0 && lowcost[j] < min)            {                min = lowcost[j];                k = j;            }            j++;        }        printf("(%d,%d) ",adjvex[k],k);        lowcost[k] = 0;        for(j = 1;j < G->numVertex;j++)        {            if(lowcost[j] != 0 && G->edge[k][j] < lowcost[j])            {                lowcost[j] = G->edge[k][j];                adjvex[j] = k;            }        }    }}int main(){    MGraph G;    CreateMGraph(&G);    printf("\n******************************\n");    printf("\n运用Prim算法得到的最短路径为:\n");    Prim(&G);    printf("\n******************************\n");    return 0;}

  

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