Acwing - Kruskal求最小生成树

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一、题目描述:

给定一个 nn 个点 mm 条边的无向图,图中可能存在重边和自环,边权可能为负数。

求最小生成树的树边权重之和,如果最小生成树不存在则输出 impossible

给定一张边带权的无向图 G=(V,E)G=(V,E),其中 VV 表示图中点的集合,EE 表示图中边的集合,n=|V|n=|V|,m=|E|m=|E|。

由 VV 中的全部 nn 个顶点和 EE 中 n−1n−1 条边构成的无向连通子图被称为 GG 的一棵生成树,其中边的权值之和最小的生成树被称为无向图 GG 的最小生成树。

输入格式

第一行包含两个整数 nn 和 mm。

接下来 mm 行,每行包含三个整数 u,v,wu,v,w,表示点 uu 和点 vv 之间存在一条权值为 ww 的边。

输出格式

共一行,若存在最小生成树,则输出一个整数,表示最小生成树的树边权重之和,如果最小生成树不存在则输出 impossible

数据范围

1≤n≤1051≤n≤105, 1≤m≤2∗1051≤m≤2∗105, 图中涉及边的边权的绝对值均不超过 10001000。

输入样例:

4 5
1 2 1
1 3 2
1 4 3
2 3 2
3 4 4

输出样例:

6

二、思路分析:

kruskal算法也是求最短路问题的一种方法,与prim算法相比kruskal算法针对的是边所以更适合用于稀疏图

具体步骤为:

  1. 将所有边按权重从小到大排序 O(mlogm)
  2. 枚举每一条边(a,b,为两点。c为权重)
  3. 如果a,b不连通将该点加入集合中去,(最终边的数量为n-1)

2,3步为并查集操作,一开始先假设所有边为连通

三、AC 代码:

​
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
​
public class Main {
​
    static class Bian implements Comparable<Bian>{
        int x,y,d;
        public Bian(int x,int y,int d){
            this.x = x; this.y = y; this.d = d;
        }
        @Override
        public int compareTo(Bian o) {
            
            return Integer.compare(d, o.d);
        }
    }
    static int n,m;
    static Bian[] bian = null;
    static int[] p = null;;
    static int res = 0;
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        n = in.nextInt(); m = in.nextInt();
        bian  = new Bian[m];  p = new int[n+1];
​
        for(int i = 1;i <= n;i ++){
           p[i] = i; 
        } 
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            bian[i] = new Bian(in.nextInt(),in.nextInt(),in.nextInt());
        }
        kruskal();
        if(res == 0x3f3f3f3f) System.out.println("impossible");
        else System.out.println(res);
    }
    private static void kruskal() {
        int cnt = 0;
        Arrays.sort(bian);
​
        for (int i = 0; i < bian.length; i++) {
            int a = bian[i].x;
            int b = bian[i].y;
            int w = bian[i].d;
​
            a = find(a); b = find(b);
            if (a!=b) {
                p[a] = b;
                res += w;
                cnt ++;
            }
        }
        if(cnt < n - 1) res =  0x3f3f3f3f;
    }
    private static int find(int x) {
        if(p[x] != x) p[x] = find(p[x]);
        return p[x];
    }    
}
​

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