最小生成树专题2 最小生成树-Kruskal算法

news2024/12/24 21:14:50

题目:

样例1:

输入
4 5
0 1 3
0 2 2
0 3 3
2 3 1
1 2 1
输出
4

 样例2:

输入
3 1
0 1 1
输出
-1

思路:

        由题意,我们看一下数据,可以知道,朴素版的 最小生成树,是使用 二维数组存储的对应结点和边权关系,由于数据过大,二维数组存储不了了,又因为朴素版中,使用了嵌套循环,这种嵌套循环,数据一大,时间复杂度也就高了起来,这里的 m 是 10^5 ,最坏情况的时候 ,嵌套循环后,时间复杂度是 10^10 ,会导致 TLE。

所以我们这里,克鲁斯卡尔算法,就可以有效的避免了空间问题,和时间问题,结合使用并查集查询,可以有效率的解决掉这个问题了。

代码详解如下:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <unordered_map>
#define endl '\n'
#define YES puts("YES")
#define NO puts("NO")
#define umap unordered_map
#define All(x) x.begin(),x.end()
#pragma GCC optimize(3,"Ofast","inline")
#define IOS std::ios::sync_with_stdio(false),cin.tie(0), cout.tie(0)
using namespace std;
const int N = 2e6 + 10;

int n,k;

// 定义结点之间的边权关系结构体数组,
struct Edge
{
	int a,b,w;
	// 重载结构体排序规则,将边权少的放前面
	inline bool operator<(const Edge&t)const
	{
		return w < t.w;
	}
}edge[N];

int p[N];	// 集合点数组

// 并查集 查找根节点函数
inline int find(int &x)
{
	int t = x;	// 记录查找点
	// 查找根节点
	while(x != p[x])
	{
		x = p[x];
	}
	p[t] = x;	//剪枝查找路径,记录对应查找点的根节点
	return x;	// 返回根节点	
}

// 克鲁斯卡尔算法函数
inline int Kruskal()
{
	int ans = 0,cnt = 0;	// 定义最小生成树 ans数值,以及 cnt 经过的边
	// 遍历每一条边
	for(int i = 0;i < k;++i)
	{
		// 取出对应的两个结点
		int a = edge[i].a;
		int b = edge[i].b;	
		
		// 查找对应的两个结点是否以及遍历过
		a = find(a),b = find(b);
		if(a != b)
		{
			// 如果没有遍历过,那么放在同一个集合
			p[a] = b;
			ans += edge[i].w;	// 累加最小边权,即累加最小生成树 ans 数值
			++cnt;	// 记录走动的 边   
		}
	}
	// 如果走动的 边数 不足够 结点数 - 1 说明有孤立点,没有最小生成树
	if(cnt < n - 1) return -1;	// 返回 -1
	return ans;	// 返回最小生成树数值
}

inline void solve()
{
	cin >> n >> k;
	for(int i = 0;i < k;++i)
	{
		int a,b,w;
		cin >> a >> b >> w;
		edge[i] = {a,b,w};	// 存储好对应的结点之间的边权关系
	}
	// 排序最小边
	sort(edge,edge + k);
	
	// 初始化集合点
	for(int i = 0;i <= n;++i)p[i] = i;
	
	// 计算 克鲁斯卡尔算法 并返回答案
	cout << Kruskal() << endl;
}

int main()
{
//	freopen("a.txt", "r", stdin);
	IOS;
	int _t = 1;
//	cin >> _t;
	while (_t--)
	{
		solve();
	}

	return 0;
}

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