prim和kruskal算法的区别
Prim算法和Kruskal算法的区别在于思想、适用范围、实现方式不同。Prim算法是一种贪心算法,从一个点出发,每次选择权值最小的边连接到新的节点,直到所有节点都被遍历。而Kruskal算法是一种基于边的贪心算法,先将所有边按照权值从小到大排序,然后依次选取最小的边,加入到生成树中,直到生成树中含有所有节点。Prim算法适用于稠密图,即节点较多、边数较多的情况;而Kruskal算法适用于稀疏图,即节点较多、边数相对较少的情况。在同样的图结构下,Prim算法的时间复杂度为O(N^2),其中N为节点数;而Kruskal算法的时间复杂度为O(ElogE),其中E为边数,因此在边数较多的情况下,Kruskal算法更快。Prim算法通常使用堆来实现,以便快速找到权值最小的边;而Kruskal算法通常使用并查集来实现,以便快速判断边是否连接了已有的生成树。总之,Prim算法和Kruskal算法都是求解最小生成树的有效算法,根据具体情况选择不同的算法可以提高计算效率。使用Prim算法的注意事项1、图的类型:Prim算法只适用于无向图,而且是连通图,如果是有向图或非连通图,则需要先进行转化或处理。2、初始节点:Prim算法是从一个初始节点开始构建最小生成树,因此需要选择一个合适的初始节点,以保证最终的最小生成树是正确的。3、节点标记:Prim算法需要对节点进行标记,以区分已经加入最小生成树的节点和还未加入的节点,需要注意标记的正确性和准确性。4、权重计算:Prim算法的核心是计算边的权重,需要根据实际情况进行权重计算,以确保最终的最小生成树是正确的。5、最小堆:Prim算法需要使用最小堆来进行节点的选择和边的计算,需要注意最小堆的实现和使用方法,以确保算法的正确性和效率。
Prim 算法和 Kruskal 算法
1).输入:一个加权连通图,其中顶点集合为V,边集合为E; 2).初始化:Vnew = {x},其中x为集合V中的任一节点(起始点),Enew = {},为空; 3).重复下列操作,直到Vnew = V: a.在集合E中选取权值最小的边,其中u为集合Vnew中的元素,而v不在Vnew集合当中,并且v∈V(如果存在有多条满足前述条件即具有相同权值的边,则可任意选取其中之一); b.将v加入集合Vnew中,将边加入集合Enew中; 4).输出:使用集合Vnew和Enew来描述所得到的最小生成树。 反证法 :假设prim生成的不是最小生成树 1).设prim生成的树为G0 2).假设存在Gmin使得cost(Gmin)不属于G0 3).将加入G0中可得一个环,且不是该环的最长边(这是因为∈Gmin) 4).这与prim每次生成最短边矛盾 5).故假设不成立,命题得证. 1).记Graph中有v个顶点,e个边 2).新建图Graphnew,Graphnew中拥有原图中相同的e个顶点,但没有边 3).将原图Graph中所有e个边按权值从小到大排序 4).循环:从权值最小的边开始遍历每条边 直至图Graph中所有的节点都在同一个连通分量中 如果这条边连接的两个节点于图Graphnew中不在同一个连通分量中,添加这条边到图Graphnew中 归纳基础: n=1,显然能够找到最小生成树。 归纳过程: 假设Kruskal算法对n≤k阶图适用,那么,在k+1阶图G中,我们把最短边的两个端点a和b做一个合并操作,即把u与v合为一个点v',把原来接在u和v的边都接到v'上去,这样就能够得到一个k阶图G'(u,v的合并是k+1少一条边),G'最小生成树T'可以用Kruskal算法得到。 我们证明T'+{}是G的最小生成树。 用反证法,如果T'+{}不是最小生成树,最小生成树是T,即W(T)})。显然T应该包含,否则,可以用加入到T中,形成一个环,删除环上原有的任意一条边,形成一棵更小权值的生成树。而T-{},是G'的生成树。所以W(T-{}))=W(T'+{}),产生了矛盾。于是假设不成立,T'+{}是G的最小生成树,Kruskal算法对k+1阶图也适用。 由数学归纳法,Kruskal算法得证。
克鲁斯卡尔算法介绍
1、克鲁斯卡尔算法是求连通网的最小生成树的另一种方法。与普里姆算法不同,它的时间复杂度为O(eloge)(e为网中的边数),所以,适合于求边稀疏的网的最小生成树。
2、克鲁斯卡尔(Kruskal)算法从另一途径求网的最小生成树。其基本思想是:假设连通网G=(V,E),令最小生成树的初始状态为只有n个顶点而无边的非连通图T=(V,{}),图中每个顶点自成一个连通分量。在E中选择代价最小的边,若该边依附的顶点分别在T中不同的连通分量上,则将此边加入到T中;否则,舍去此边而选择下一条代价最小的边。依此类推,直至T中所有顶点构成一个连通分量为止 。
克鲁斯卡尔时间复杂度怎么算出来的
Kruskal算法的时间复杂度由排序算法决定,若采用快排则时间复杂度为O(N log N)。
kruskal算法:
求加权连通图的最小生成树的算法。kruskal算法总共选择n- 1条边,(共n个点)所使用的贪婪准则是:从剩下的边中选择一条不会产生环路的
具有最小耗费的边加入已选择的边的集合中。注意到所选取的边若产生环路则不可能形成一棵生成树。kruskal算法分e 步,其中e
是网络中边的数目。按耗费递增的顺序来考虑这e
条边,每次考虑一条边。当考虑某条边时,若将其加入到已选边的集合中会出现环路,则将其抛弃,否则,将它选入。
假设WN=(V,{E})是一个含有 n 个顶点的连通网,则按照克鲁斯卡尔算法构造最小生成树的
过程为:先构造一个只含 n 个顶点,而边集为空的子图,若将该子图中各个顶点看成是各棵树上的根结点,则它是一个含有 n
棵树的一个森林。之后,从网的边集 E
中选取一条权值最小的边,若该条边的两个顶点分属不同的树,则将其加入子图,也就是说,将这两个顶点分别所在的两棵树合成一棵树;反之,若该条边的两个顶
点已落在同一棵树上,则不可取,而应该取下一条权值最小的边再试之。依次类推,直至森林中只有一棵树,也即子图中含有 n-1条边为止。