图的最小生成树(图的最小生成树一定唯一)

图的最小生成树(图的最小生成树一定唯一)

连通图:在无向图中,每对顶点之间都有路径可达;

强连通图:在有向图中,每对顶点之间都有路径可达;

连通网:在有向图中,若连接两个顶点之间的边用一个数表示,这个数称为权,权具有特定的意义,代表这条边的代价;

生成树:一个连通图,它包含所有的n个顶点,且这个图中有n-1条边,一个生成树有且仅有n个顶点和n-1条边,若增加一条边,则构成环,若减少一条边,则不是连通图;

最小生成树:在连通网的所有生成树中,权的和最小的生成树。

Kruskal算法

初始最小生成树边数为0,每次迭代找权最小的边加入最小生成树边的集合中,但不能形成环;

  1. 将图中边按照权从小到大排序;
  2. 从小到大选择边,且选择的边不构成环,则加入最小生成树边的集合,若构成环,则继续选择下一条稍大且不构成环的边加入集合;
  3. 重复2,直到集合中边的数目为n-1。

Prim算法

首先从权最小的边开始,选择这条边的一个顶点加入最小生成树顶点集合,一直到所有顶点都加入集合,且不构成环;

  1. 设图中所有顶点集合为V,初始顶点集合u={s},v=V-u;
  2. 从u和v中找两个顶点u0和v0,两个顶点间边的权最小,将v0加入集合u中;
  3. 重复2,知道集合u的大小为n。

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