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Java语言基于无向有权图实现克鲁斯卡尔算法代码示例

2019-11-26 10:50:39
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供稿:网友

所谓有权图,就是图中的每一条边上都会有相应的一个或一组值。通常情况下,这个值只是一个数字

如:在交通运输网中,边上的权值可能表示的是路程,也可能表示的是运输费用(显然二者都是数字)。不过,边上的权值也有可能是其它东西,比如说是一个字符串,甚至是一个更加复杂的数据包,里面集合了更多的数据

克鲁斯卡尔算法的核心思想是:在带权连通图中,不断地在边集合中找到最小的边,如果该边满足得到最小生成树的条件,就将其构造,直到最后得到一颗最小生成树。

克鲁斯卡尔算法的执行步骤:

第一步:在带权连通图中,将边的权值排序;

第二步:判断是否需要选择这条边(此时图中的边已按权值从小到大排好序)。判断的依据是边的两个顶点是否已连通,如果连通则继续下一条;如果不连通,那么就选择使其连通。

第三步:循环第二步,直到图中所有的顶点都在同一个连通分量中,即得到最小生成树。

关于有权图的实现,看如下实例:

Graph:

package kruskal;public class Graph {	final int max=100;	/*	 * 顶点节点	 */	public class VexNode{		int adjvex;		int data;	}	VexNode[] vexNodes;	int[] thevexs;	//顶点集合	int[][] edges = new int[max][max];	//边集合	/*	 * 创建图	 */	public void createGraph(Graph graph,int[][] A,int[] vexs) {		thevexs=vexs;		for (int i = 0; i < vexs.length; i++) {			for (int j = 0; j < vexs.length; j++) {				graph.edges[i][j] = A[i][j];			}		}	}	/*	 * 输出图	 */	public void printGraph(Graph graph) {		for (int i = 0; i < graph.thevexs.length; i++) {			for (int j = 0; j < graph.thevexs.length; j++) {				//没有路径则输出/				if (graph.edges[i][j]==-1) {					System.out.printf("%4s","/");				} else {					System.out.printf("%4d",graph.edges[i][j]);				}			}			System.out.println("/n");		}	}}

算法:

package kruskal;public class KruSkal {	public class Edge{		int start;		int end;		int weight;	}	public void SortEdge(Edge[] E,int e) {		Edge temp;		int j;		for (int i = 0; i < e; i++) {			temp=E[i];			j=i-1;			while (j>=0&&temp.weight<E[j].weight) {				E[j+1] = E[j];				j--;			}			E[j+1] = temp;		}	}	public KruSkal(Graph graph) {		int i,j,u1,v1,sn1,sn2,k;		int[] vset = new int[100];		Edge[] E = new Edge[100];		k=0;		for (i=0;i<graph.thevexs.length;i++) {			for (j=0;j<=i;j++) {				E[k] = new Edge();				if (graph.edges[i][j]>0) {					E[k].start=i;					E[k].end=j;					E[k].weight=graph.edges[i][j];					k++;				}			}		}		SortEdge(E, k);		for (i=0;i<graph.thevexs.length;i++) {			vset[i]=i;		}		k=1;		j=0;		while (k<graph.thevexs.length) {			u1=E[j].start;			v1=E[j].end;			sn1=vset[u1];			sn2=vset[v1];			if (sn1!=sn2) {				System.out.printf("(%d,%d),权值:%d",u1,v1,E[j].weight);				System.out.println("/n");				k++;				for (i=0;i<graph.thevexs.length;i++) {					if (vset[i]==sn2) {						vset[i]=sn1;					}				}			}			j++;		}	}}

测试类:

package kruskal;public class Test {	public static void main(String[] args) {		int[] vexs = {0,1,2,3,4};		int[][] A = {						{0,1,3,4,7},						{1,0,2,-1,-1},						{3,2,0,5,8},						{4,-1,5,0,6},						{7,-1,8,6,0}				};		Graph graph = new Graph();		graph.createGraph(graph, A, vexs);		graph.printGraph(graph);		KruSkal kruSkal = new KruSkal(graph);	}}

总结

以上就是本文关于Java语言基于无向有权图实现克鲁斯卡尔算法代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。有什么问题可以随时留言,小编尽力为您答复。

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