题目解读:
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把城市看做节点,把路看做边。
-
很容易把题目抽象成求最小生成树的问题。
数据存储:
- 节点数小于 100,数量较少,使用邻接矩阵存储图。
算法选择:
- 节点数小于 100, 数量较少,选择 prim 算法。
算法思路:
- 需要输出路径,用 pre 数组进行存储。pre[i] 的含义是:节点 i 和节点 pre[i] 之间有一条路径。
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 110;
int g[N][N];//存储图
int dt[N];//存储各个节点到生成树的距离
int st[N];//节点是否被加入到生成树中
int pre[N];//节点的前去节点
int n, m;//n 个节点,m 条边
void prim()
{
memset(dt,0x3f, sizeof(dt));//初始化距离数组为一个很大的数(10亿左右)
dt[1] = 0;//从 1 号节点开始生成
for(int i = 0; i < n; i++)//每次循环选出一个点加入到生成树
{
int t = -1;
for(int j = 1; j <= n; j++)//每个节点一次判断
{
if(!st[j] && (t == -1 || dt[j] < dt[t]))//如果没有在树中,且到树的距离最短,则选择该点
t = j;
}
st[t] = 1;// 选择该点
for(int i = 1; i <= n; i++)//更新生成树外的点到生成树的距离
{
if(dt[i] > g[t][i] && !st[i])//从 t 到节点 i 的距离小于原来距离,则更新。
{
dt[i] = g[t][i];//更新距离
pre[i] = t;//从 t 到 i 的距离更短,i 的前驱变为 t.
}
}
}
}
void getPath()//输出各个边
{
for(int i = n; i > 1; i--)//n 个节点,所以有 n-1 条边。
{
cout << i <<" " << pre[i] << " "<< endl;// i 是节点编号,pre[i] 是 i 节点的前驱节点。他们构成一条边。
}
}
int main()
{
memset(g, 0x3f, sizeof(g));//各个点之间的距离初始化成很大的数
cin >> n >> m;//输入节点数和边数
while(m --)
{
int a, b, w;
cin >> a >> b >> w;//输出边的两个顶点和权重
g[a][b] = w;//存储权重
g[b][a] = w;//无向图,存储两次。
}
prim();//求最下生成树
getPath();//输出路径
return 0;
}
//使用邻接表
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 110, M = 20010;
int h[N], e[M], ne[M], w[M],idx;
int dt[N];
int st[N];
int pre[N];
int n, m;
void add(int a, int b,int we)
{
e[idx] = b; ne[idx] = h[a]; w[idx] = we; h[a] = idx ++;
e[idx] = a; ne[idx] = h[b]; w[idx] = we; h[b] = idx ++;
}
void prim()
{
memset(dt,0x3f, sizeof(dt));
dt[1] = 0;
for(int i = 0; i < n; i++)
{
int t = -1;
for(int j = 1; j <= n; j++)
{
if(!st[j] && (t == -1 || dt[j] < dt[t]))
t = j;
}
st[t] = 1;
for(int idx = h[t]; idx != -1; idx = ne[idx])
{
int i = e[idx];
if(!st[i] && dt[i] > w[idx])
{
pre[i] = t;
dt[i] = w[idx];
}
}
}
}
void getPath()
{
for(int i = n; i > 1; i--)
{
cout << i <<" " << pre[i] << " "<< endl;
}
}
int main()
{
memset(h,-1, sizeof h );
cin >> n >> m;
while(m --)
{
int a, b, w;
cin >> a >> b >> w;
add(a, b, w);
}
prim();
getPath();
return 0;
}
//k 算法
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
typedef pair<int, int > PII;
const int N = 110, M = 20010;
struct E
{
int a;
int b;
int w;
bool operator < (const E& e) const
{
return w < e.w;
}
}e[M];
int p[N];
vector<PII> edge;
bool st[N];
int n, m;
int find(int a)
{
if (p[a] != a)
{
p[a] = find(p[a]);
}
return p[a];
}
void getMinTree()
{
sort(e, e + 2 * m);
int node = 0;
for (int i = 0; i < 2 * m; i++)
{
int a = e[i].a, b = e[i].b;
int r1 = find(a), r2 = find(b);
if (r1 != r2)
{
edge.push_back({ a, b });
p[r1] = r2;
}
}
}
void getPath()
{
for (auto i : edge)
{
cout << i.first << " " << i.second << endl;
}
}
int main()
{
cin >> n >> m;
for (int i = 0; i <= n; i++) p[i] = i;
for (int i = 0, j = 0; i < m; i++)
{
int a, b, w;
cin >> a >> b >> w;
e[j].a = a, e[j].b = b, e[j++].w = w;
e[j].a = b, e[j].b = a, e[j++].w = w;
}
getMinTree();
getPath();
return 0;
}
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