最小生成树-普里姆算法和克鲁思卡尔算法

整理自《数据结构高分笔记》

1、普里姆算法

算法思想
普利姆算法的基本思想如下:从图中任意取出一个顶点,把它当成一棵树,然后从与这棵树相连接的变种选取一条最短(权值最小)的边,然后把这条边及其所连接的顶点也加入这棵树中,此时得到了一棵有两个顶点的树。然后从与这棵树相接的边中选取一条最短的边,并将这条边及其所连接的顶点加入这棵树中,得到一棵有三个顶点的树。以此类推,知道图中所有顶点都被并入树中为止。

用普利姆算法构造最小生成树的过程中,需要建立两个数组vset[] 和 lowcost[] 。vset[i]=1 表示顶点i已被并入生成树中,如果vset[i]=0则表示顶点i还未被并入生成树中,lowcost[]数组中存放当前生成树到剩余各顶点最短边的权值。

算法的执行过程如下:
从树中某一个顶点v0开始,构造生成树的算法执行过程如下:
1)将v0到其他顶点的所有边当作候选边。
2)重复以下步骤n-1次,使得其他n-1个顶点被并入生成树中:从候选边中挑选出权值最小的边输出,并将与该边另一端相接的顶点v并入生成树中。考查剩余顶点vi,如果(v,vi)的权值比lowcost[vi]小,则用(v,vi)的权值更新lowcost[vi]。

例子解析
比如下面的图中,我们首先从v1开始,与v1相连的顶点有v2,v3,v4,对应的边的权值分别为6,1,5,所以选择v1-v3,将v3并入生成树中,在所有与v1或者v3相连的边中,权值最小的是v3-v6,权值为4,所以将v6并入生成树中,重复上面的过程,直到所有的顶点都被并入最小生成树中。

时间复杂度
普利姆算法的时间复杂度只与图中的顶点数有关系,而与边数没有关系,所以适用于稠密图。

2、克鲁思卡尔算法

基本思想
克鲁斯卡尔算法的思想比较简单,首先将图中按边权值从小到大排序,然后从最小边开始扫描各边,并检测当前边是否为候选边,即是否该边的并入会构成回路,如果不构成回路,则将该边并入生成树中,直到所有边都被检测完为止。

例子解析
我们仍然用上面用到的图来解释克鲁斯卡尔算法的基本思想:
1)所有边中权值最小的边为v1-v3,所以将该边加入生成树中。
2)剩余最小的边为v4-v6,不构成回路,将该边加入生成树中。
3)剩余最小的边为v2-v5,不构成回路,将该边加入生成树中。
4)剩余最小的边为v3-v6,不构成回路,将该边加入生成树中。
5)剩余最小的边为v2-v3、v3-v4和v1-v4,v3-v4和v1-v4的加入都会构成回路,v2-v3加入不构成回路,将该边加入生成树中。
此时所有的点都已联通,最小生成树生成结束。

时间复杂度
克鲁斯卡尔算法的时间复杂度与边数e相关,而与顶点数基本无关,所以适用于稀疏图。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,222评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,455评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,720评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,568评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,696评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,879评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,028评论 3 409
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,773评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,220评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,550评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,697评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,360评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,002评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,782评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,010评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,433评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,587评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容