數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——Prim算法

Prim算法思想如下
首先將圖的點分為兩部分,一種是訪問過的u,一種是沒有訪問過的v

1:首先在訪問過的頂點中找一條到u到v的一條權(quán)值最小的邊
2:然后將這條邊中的v中的頂點添加到u中,
直到邊的個數(shù)=頂點數(shù)-1
如下圖所示,下面是prim算法的圖示

image.png

(原圖)


image.png

(a -1)


image.png

(a -2)


image.png

(a -3)


image.png

(a -4)


image.png

(a -5)


image.png

(a -6)
<h3>算法的流程圖如下:</h3>


image.png

代碼如下:

//
//  main.cpp
//  Prim
//
//  Created by 橘子和香蕉 on 2018/12/2.
//  Copyright ? 2018 橘子和香蕉. All rights reserved.
//
/*
 圖的存儲采用鄰接表
 算法的思想就是柬甥,從已經(jīng)找到的集合u和從還沒有找到的集合v中選取最小的邊
 這就要標(biāo)示那些結(jié)點訪問過墙牌,哪些結(jié)點沒有訪問過;
 還要維護一個數(shù)組暗甥,這個數(shù)組的目的就是記錄u到v中邊的權(quán)重的集合喜滨;
 怎么記錄記錄呢?
    1:首先將開始點作為基點撤防,并且將這個頂點設(shè)置為訪問過虽风,來初始化這個數(shù)組,每個數(shù)組的的下標(biāo)就是一個結(jié)點寄月,使每個數(shù)據(jù)項==開始點到每個結(jié)點對應(yīng)的距離辜膝;
 
    2:循環(huán)條件:一直到生成樹的邊的個數(shù)=頂點個數(shù)-1;
        循環(huán)體:「   在距離的數(shù)組中找到一個最小的邊漾肮,注意厂抖,這個頂點沒有訪問過;
                    找到這個頂點克懊,然后將它標(biāo)記為訪問過忱辅;
                    以這個頂點來更新這個距離數(shù)組;如果新的頂點到下標(biāo)的頂點的距離小于之前的距離谭溉,就要跟更新墙懂;更新的這個頂點要是沒有訪問過的
 
                    !0缒睢K鸢帷!9裼搿G汕凇!E啊Bぁ!U城选签舞!注意,下面的不是演習(xí):
                        距離的數(shù)組柒瓣;下標(biāo)是頂點;數(shù)據(jù)項是對應(yīng)的距離吠架,就是找的頂點到?jīng)]有找到的點的邊的          權(quán)重芙贫,也就是u中到這個下標(biāo)頂點的距離;
 
 
 
                」
 
 
 首先隨便指一個點作為遍歷的開始點傍药;
 先
 */
#include <iostream>
using namespace std;

typedef struct node{
    char  data;//數(shù)據(jù)域
    int isAccess;//用來標(biāo)記是否被訪問過
}node;
#define VERTEXNUM 100
class Graph{
private:
        node  vertex[VERTEXNUM];//頂點表
        int edge[VERTEXNUM][VERTEXNUM];//邊表
        int vertexNum;//頂點個數(shù)
        int edgeNum;//邊的個數(shù)
    
    
    
         int locate(char  data);//在頂點表中找data的位置
    void initEdge();
    
public:
    Graph(int vertexNum,int edgeNum);//構(gòu)造函數(shù)磺平,初始化vertexNUm和edgeNum
    void create();//創(chuàng)造一個圖
    int  Prim(char data);//prim算法
        void printGraph();//輸出
};

void Graph::printGraph(){
    cout<<endl;
    cout<<endl;
    cout<<"頂點邊:\n";
    cout<<"vertexNum:"<<vertexNum<<" edgeNum:"<<edgeNum<<endl;
    for (int i = 0; i<vertexNum; i++) {
        cout<<vertex[i].data<<"\t";
    }
    cout<<endl;
    cout<<"邊表如下:\n";
    
    for (int j = 0; j<vertexNum; j++) {
        for (int k = 0; k<vertexNum ; k++) {
            cout<<edge[j][k]<<"\t";
        }
        cout<<endl;
    }
}

int Graph::locate(char  data){
    for (int i  = 0; i<vertexNum;i++) {
        if(vertex[i].data == data){
            return I;
        }
    }
    return -1;
}
Graph::Graph(int vertexNum,int edgeNum){
    this->vertexNum = vertexNum;
    this->edgeNum = edgeNum;
    initEdge();
}
void Graph::create(){
    cout<<"input Graph data\n";
    for (int i = 0; i<vertexNum; i++) {
        cin>>vertex[i].data;
        vertex[i].isAccess = false;
    }
     char start ,end;
    int wieght = -1;
    for (int j = 0; j<edgeNum; j++) {
        
        cout<<"input start and end of edge:\n";
        cin>>start>>end>>wieght;
        int startPosition = locate(start);
        int endPosition = locate(end);
        edge[startPosition][endPosition] = wieght;
        edge[endPosition][startPosition] = wieght;
    }
    
}
 void Graph:: initEdge(){//初始化edge數(shù)組
     for (int i = 0;  i<vertexNum; i++) {
         for (int j =0 ; j<=i; j++) {
             edge[i][j] = INT_MAX;//每一項都設(shè)置為最大項
             edge[j][i] = INT_MAX;
         }
    }
     for (int i = 0; i<vertexNum; i++) {
         for (int j = 0; j<vertexNum; j++) {
             cout<<edge[i][j]<<"\t";
         }
         cout<<endl;
     }
}

int  Graph::Prim(char data){
    int numWeight = -0;//定義權(quán)重魂仍,圖的最小權(quán)重
    
    int distince[vertexNum];//定義距離的數(shù)據(jù)
    
    int position = locate(data);
    vertex[position].isAccess = true;//設(shè)置為訪問過
    
    int minNodePostion = position;//定義最小結(jié)點
    
    for (int i =0; i<vertexNum; i++) {//初始化距離數(shù)組
        if(edge[minNodePostion][i] < INT_MAX){
            distince[i] = edge[minNodePostion][I];
        }else{
           distance[I] = INT_MAX
        }
    }
    int treeEdgeNum = 0;
    while (treeEdgeNum < vertexNum -1) {
        int min = INT_MAX;
        for (int i =0 ; i<vertexNum; i++) {
            if( vertex[i].isAccess == false && distince[i] < min){
                min = distince[I];
                minNodePostion = i;
            }
        }
        vertex[minNodePostion].isAccess = true;
        numWeight += distince[minNodePostion];
        for (int i = 0; i<vertexNum; i++) {
            if(vertex[i].isAccess == false &&  edge[minNodePostion][i] < distince[I]){
                distince[i] = edge[minNodePostion][I];
            }
        }
        
        for (int i = 0; i<vertexNum; i++) {
            cout<<distince[i]<<"\t";
        }
        cout<<endl;
        
        treeEdgeNum++;
    }
    return numWeight;
}
int main(){
    Graph a(6,8);
    a.create();
    a.printGraph();
    int  num = a.Prim('1');
    cout<<"num: "<<num<<endl;
    return 1;
}

測試的圖就是上面的圖a
運行結(jié)果如下:


image.png
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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