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⭐️ 1、基本思路:
(1) 将所有边按权重从小到大排序
(2) 枚举每条边 \(a \sim b\) ,权重是\(c\)
if \(a\),\(b\)不在一个集合中 :
将这条边加入集合中
结束
⭐️ 2、克鲁斯卡尔算法的基本思想是以边为主导地位,普利姆算法是以点为主导的地位的。
⭐️ 3、prim算法适合稠密图,kruskal算法适合稀疏图。
理由也挺简单的,Kruskal是按边存的,边少就合适,边多就不适合。稀疏图当然边少,稠密图是点少,但边多,边可能达到节点数的平方,即每个节点都与其它节点有边。
模拟一下:
假如有以下几个城市,之间都有相连的道路:
根据kruskal的原理,我们需要对边权dis进行排序,每次找出最小的边。
排序后,最小的边自然是第8条边,于是4和6相连。
遍历继续,第二小的边是1号,1和2联通。
再后来是边3连接1,4。
dis也是14的还有边5,它连接3,4。
其次是dis为15的边4,但是2和4已经相连了,pass。
然后是dis为16的两条边(边2和边9),边2连接1和3,边9连接3和6,它们都已经间接相连,pass。
再然后就是dis为22的边10,它连接5和6,5还没有加入组织,所以使用这边。继续,发现此时已经连接了n-1条边,结束,最后图示如下:
本题与 https://www.acwing.com/problem/content/839/ 是姊妹题,其实Kruskal算法就是一个并查集的应用。
不像Prim算法,不用考虑边界,考虑循环N次啊,计算最小值啊,还要用堆进行优化啊,这个就是一个并查集,思路简单。
Q:只需要简单结构体即可,不需要邻接表或者邻接矩阵来存,为什么呢?
A:之所以使用邻接表或邻接矩阵,其实说白了,是按点存的,记录A点和B点的关系。
用结构体存储,其实是按边存的,就是题目说有一条A-B的边(权为C),我们就存了一个A-B权为C的边。
按点存麻烦(邻接表或邻接矩阵),按边存(结构体数组)简单。
#include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; const int N = 200010; int n, m; int p[N]; //并查集里面的p数组 struct Edge { int a, b, w; // 需要重载<号,利用w 进行排序 //这里重载小于号的目的是因为能用<号表示的数据才能够用标准库sort排序 bool operator<(const Edge &W) const { return w < W.w; } } edges[N]; //并查集模板 int find(int x) { if (p[x] != x) p[x] = find(p[x]); return p[x]; } int main() { scanf("%d%d", &n, &m); for (int i = 0; i < m; i++) { int a, b, w; scanf("%d%d%d", &a, &b, &w); edges[i] = {a, b, w}; } //利用STL进行快速排序 sort(edges, edges + m); //每个人都是自己的祖先 for (int i = 1; i <= n; i++) p[i] = i; // 初始化并查集 int res = 0, cnt = 0; for (int i = 0; i < m; i++) { //从小到大枚举每一条边 int a = edges[i].a, b = edges[i].b, w = edges[i].w; //找祖宗 a = find(a), b = find(b); //如果两个节点不连通,判断祖宗节点是不是一样的 if (a != b) { p[a] = b; //a认b为祖宗,合并两个集合 res += w; //最小生成树中所有树边的权重之和 cnt++; //加入了多少条边 } } //如果加入的边数小于n-1(抽屉原理),说明不连通,连通图也有最小生成树,不连通没有 if (cnt < n - 1) puts("impossible"); else printf("%d\n", res); return 0; }