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Java实现Kruskal算法的示例代码

介绍

构造最小生成树还有一种算法,即 Kruskal 算法:设图 G=(V,E)是无向连通带权图,V={1,2,...n};设最小生成树 T=(V,TE),该树的初始状态只有 n 个节点而无边的非连通图T=(V,{}),Kruskal 算法将这n 个节点看成 n 个孤立的连通分支。它首先将所有边都按权值从小到大排序,然后值要在 T 中选的边数不到 n-1,就做这样贪心选择:在边集 E 中选择权值最小的边(i,j),如果将边(i,j)加入集合 TE 中不产生回路,则将边(i,j)加入边集 TE 中,即用边(i,j)将这两个分支合并成一个连通分支;否则继续选择下一条最短边。把边(i,j)从集合 E 中删去,继续上面的贪心选择,直到 T 中的所有节点都在同一个连通分支上为止。此时,选取的 n-1 条边恰好构成图 G 的一棵最小生成树 T。

Kruskal 算法用一种非常聪明的方法,就是运用集合避圈;如果所选择加入边的起点和终点都在 T 集合中,就可以断定会形成回路,变的两个节点不能属于同一个集合。

算法步骤

1 初始化。将所有边都按权值从小到大排序,将每个节点集合号都初始化为自身编号。

2 按排序后的顺序选择权值最小的边(u,v)。

3 如果节点 u 和 v 属于两个不同的连通分支,则将边(u,v)加入边集 TE 中,并将两个连通分支合并。

4 如果选取的边数小于 n-1,则转向步骤2,否则算法结束。

一、构建后的图

二、代码

三、测试

绿色为输入,白色为输出。

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