Kruskal算法求最小生成树

求加权连通图的最小生成树的算法。kruskal算法总共选择n-
1条边,(共n条边)所使用的贪婪准则是:从剩下的边中选择一条不会产生环路的具有最小耗费的边加入已选择的边的集合中。注意到所选取的边若产生环路则不可能形成一棵生成树。kruskal算法分e
步,其中e 是网络中边的数目。按耗费递增的顺序来考虑这e 条边,每次考虑一条边。当考虑某条边时,若将其加入到已选边的集合中会出现环路,则将其抛弃,否则,将它选入。

克鲁斯卡尔算法(Kruskal‘s algorithm)是两个经典的最小生成树算法的较为简单理解的一个。这里面充分体现了贪心算法的精髓。大致的流程可以用一个图来表示。这里的图的选择借用了Wikipedia上的那个。非常清晰且直观。

首先第一步,我们有一张图,有若干点和边

第一步我们要做的事情就是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

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第二步,在剩下的边中寻找。我们找到了CE。这里边的权重也是5

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依次类推我们找到了6,7,7。完成之后,图变成了这个样子。

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下一步就是关键了。下面选择那条边呢? BC或者EF吗?都不是,尽管现在长度为8的边是最小的未选择的边。但是他们已经连通了(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)。所以我们不需要选择他们。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。最后成功的图就是下图:

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到这里所有的边点都已经连通了,一个最小生成树构建完成。

Kruskal算法的时间复杂度由排序算法决定,若采用快排则时间复杂度为O(N log N)。

时间: 2024-10-13 02:22:58

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