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最小生成树-Prim算法和Kruskal算法

2017-08-04 10:16 274 查看
普里姆算法(Prim算法),加权连通图里搜索最小生成树,包括了连通图里的所有顶点,且其所有边的权值之和亦为最小.

图例说明不可选可选已选(Vnew)
 



此为原始的加权连通图。每条边一侧的数字代表其权值。---


顶点D被任意选为起始点。顶点ABEF通过单条边与D相连。A是距离D最近的顶点,因此将A及对应边AD以高亮表示。C, GA, B, E, FD
 



下一个顶点为距离DA最近的顶点。BD为9,距A为7,E为15,F为6。因此,FDA最近,因此将顶点F与相应边DF以高亮表示。C, GB, E, FA, D

算法继续重复上面的步骤。距离A为7的顶点B被高亮表示。CB, E, GA, D, F
 



在当前情况下,可以在CEG间进行选择。CB为8,EB为7,GF为11。E最近,因此将顶点E与相应边BE高亮表示。C, E, GA, D, F, B
 



这里,可供选择的顶点只有CGCE为5,GE为9,故选取C,并与边EC一同高亮表示。C, GA, D, F, B, E


顶点G是唯一剩下的顶点,它距F为11,距E为9,E最近,故高亮表示G及相应边EGGA, D, F, B, E, C


现在,所有顶点均已被选取,图中绿色部分即为连通图的最小生成树。在此例中,最小生成树的权值之和为39。A, D, F, B, E, C, G
 

Kruskal算法:

图例描述:


首先第一步,我们有一张图Graph,有若干点和边 



 

将所有的边的长度排序,用排序的结果作为我们选择边的依据。这里再次体现了贪心算法的思想。资源排序,对局部最优的资源进行选择,排序完成后,我们率先选择了边AD。这样我们的图就变成了右图

 

 

 


在剩下的变中寻找。我们找到了CE。这里边的权重也是5


依次类推我们找到了6,7,7,即DF,AB,BE。



下面继续选择, BC或者EF尽管现在长度为8的边是最小的未选择的边。但是现在他们已经连通了(对于BC可以通过CE,EB来连接,类似的EF可以通过EB,BA,AD,DF来接连)。所以不需要选择他们。类似的BD也已经连通了(这里上图的连通线用红色表示了)。

最后就剩下EG和FG了。当然我们选择了EG。最后成功的图就是右:

 

 
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