《算法》第四章部分程序 part 14
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,两种 Prim 算法求最小生成树
● 简单 Prim 算法求最小生成树
package package01; import edu.princeton.cs.algs4.In;
import edu.princeton.cs.algs4.StdOut;
import edu.princeton.cs.algs4.Edge;
import edu.princeton.cs.algs4.EdgeWeightedGraph;
import edu.princeton.cs.algs4.Queue;
import edu.princeton.cs.algs4.MinPQ; public class class01
{
private static final double FLOATING_POINT_EPSILON = 1E-12; private boolean[] marked; // 顶点是否在生成树中
private double weight; // 生成树的权值和
private Queue<Edge> mst; // 生成树包含的边
private MinPQ<Edge> pq; // 搜索队列 public class01(EdgeWeightedGraph G)
{
marked = new boolean[G.V()];
mst = new Queue<Edge>();
pq = new MinPQ<Edge>();
for (int v = 0; v < G.V(); v++) // 对每个没有遍历的节点都使用 prim
{
if (!marked[v])
prim(G, v);
}
} private void prim(EdgeWeightedGraph G, int s)
{
for (scan(G, s); !pq.isEmpty();)
{
Edge e = pq.delMin(); // 取出权值最小的边
int v = e.either(), w = e.other(v);
if (marked[v] && marked[w]) // 若该边两端都遍历过,不要(由于 scan,v 与 w 之一肯定被遍历过)
continue;
mst.enqueue(e); // 将权值最小的边加入生成树
weight += e.weight(); // 更新权值和
if (!marked[v]) // 从新边的新顶点继续收集新的边
scan(G, v);
if (!marked[w])
scan(G, w);
}
} private void scan(EdgeWeightedGraph G, int v) // 将一端为 v、另一端没有遍历过的边放入队列中
{
marked[v] = true;
for (Edge e : G.adj(v))
{
if (!marked[e.other(v)])
pq.insert(e);
}
} public Iterable<Edge> edges()
{
return mst;
} public double weight()
{
return weight;
} public static void main(String[] args)
{
In in = new In(args[0]);
EdgeWeightedGraph G = new EdgeWeightedGraph(in);
class01 mst = new class01(G);
for (Edge e : mst.edges())
StdOut.println(e);
StdOut.printf("%.5f\n", mst.weight());
}
}
● 改进,使用索引最小优先队列来建立搜索队列,记录(起点到)每个顶点的距离来判断是否将新边加入生成树
package package01; import edu.princeton.cs.algs4.In;
import edu.princeton.cs.algs4.StdOut;
import edu.princeton.cs.algs4.Edge;
import edu.princeton.cs.algs4.EdgeWeightedGraph;
import edu.princeton.cs.algs4.Queue;
import edu.princeton.cs.algs4.IndexMinPQ; public class class01
{
private static final double FLOATING_POINT_EPSILON = 1E-12; private boolean[] marked;
private Edge[] edgeTo; // 除了搜索起始顶点,新加入每条边对应一个顶点,顶点 v 对应的边是 edgeTo[v]
private double[] distTo; // 生成树到每个顶点的距离,用于衡量新边是否值得加入生成树
private IndexMinPQ<Double> pq;// 搜索队列 public class01(EdgeWeightedGraph G)
{
marked = new boolean[G.V()];
edgeTo = new Edge[G.V()];
distTo = new double[G.V()];
pq = new IndexMinPQ<Double>(G.V());
for (int v = 0; v < G.V(); v++)
distTo[v] = Double.POSITIVE_INFINITY;
for (int v = 0; v < G.V(); v++)
{
if (!marked[v])
prim(G, v);
}
} private void prim(EdgeWeightedGraph G, int s)
{
distTo[s] = 0.0; // 搜索起点对应的距离为 0
for (pq.insert(s, distTo[s]); !pq.isEmpty();)
{
int v = pq.delMin(); // 每次取距离最小的顶点来开花(防止同一个顶点可以有对多条边连到树上)
scan(G, v); // 注意 scan 只负责在给定的顶点上开花,不负责递归
}
} private void scan(EdgeWeightedGraph G, int v)
{
marked[v] = true;
for (Edge e : G.adj(v))
{
int w = e.other(v);
if (marked[w]) // 边 v-w 两端都被遍历过,在队列中
continue;
if (e.weight() < distTo[w]) // 边 v-w 的权值小于顶点 w 的距离,说明加入该条边后生成树的总权值会下降
{
distTo[w] = e.weight(); // 加入边 v-w,更新 distTo 和 edgeTo
edgeTo[w] = e;
if (pq.contains(w)) // 搜若索队列中已经存在 w 则更新其 distTo(键值),不存在则将 w 加入
pq.decreaseKey(w, distTo[w]);
else
pq.insert(w, distTo[w]);
}
}
} public Iterable<Edge> edges()
{
Queue<Edge> mst = new Queue<Edge>();
for (int v = 0; v < edgeTo.length; v++)// 遍历边列表,把每个顶点对应的边加入队列中
{
Edge e = edgeTo[v];
if (e != null)
mst.enqueue(e);
}
return mst;
} public double weight()
{
double weight = 0.0;
for (Edge e : edges())
weight += e.weight();
return weight;
} public static void main(String[] args)
{
In in = new In(args[0]);
EdgeWeightedGraph G = new EdgeWeightedGraph(in);
class01 mst = new class01(G);
for (Edge e : mst.edges())
StdOut.println(e);
StdOut.printf("%.5f\n", mst.weight());
}
}
《算法》第四章部分程序 part 14的更多相关文章
- 《算法》第四章部分程序 part 19
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,有边权有向图的邻接矩阵,FloydWarshall 算法可能含负环的有边权有向图任意两点之间的最短路径 ● 有边权有向图的邻接矩阵 package p ...
- 《算法》第四章部分程序 part 18
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,在有权有向图中寻找环,Bellman - Ford 算法求最短路径,套汇算法 ● 在有权有向图中寻找环 package package01; impo ...
- 《算法》第四章部分程序 part 16
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,Dijkstra 算法求有向 / 无向图最短路径,以及所有顶点对之间的最短路径 ● Dijkstra 算法求有向图最短路径 package packa ...
- 《算法》第四章部分程序 part 15
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,Kruskal 算法和 Boruvka 算法求最小生成树 ● Kruskal 算法求最小生成树 package package01; import e ...
- 《算法》第四章部分程序 part 10
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,包括无向图连通分量,Kosaraju - Sharir 算法.Tarjan 算法.Gabow 算法计算有向图的强连通分量 ● 无向图连通分量 pack ...
- 《算法》第四章部分程序 part 9
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,两种拓扑排序的方法 ● 拓扑排序 1 package package01; import edu.princeton.cs.algs4.Digraph ...
- 《算法》第四章部分程序 part 17
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,无环图最短 / 最长路径通用程序,关键路径方法(critical path method)解决任务调度问题 ● 无环图最短 / 最长路径通用程序 pa ...
- 《算法》第四章部分程序 part 13
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,图的前序.后序和逆后续遍历,以及传递闭包 ● 图的前序.后序和逆后续遍历 package package01; import edu.princeto ...
- 《算法》第四章部分程序 part 12
▶ 书中第四章部分程序,包括在加上自己补充的代码,图的几种补充数据结构,包括无向 / 有向符号图,有权边结构,有边权有向图 ● 无向符号图 package package01; import edu. ...
随机推荐
- 虚拟机中安装centOS及破解nuke的方法
跟the foundry的工程师邮件交流,我的一个Nuke脚本在对方机器上执行有问题,确认对方是centOS之后我决定在自己机器上安装一个centOS来找一下问题所在.安装重点如下: 一: 一定要下载 ...
- dom响应事件
DOMsubtreeModified.DOMNodeInserted.DOMNodeRemoved.DOMAttrModified.DOMCharacterDataModified 当底层DOM结构发 ...
- Tomcat默认工具manager管理页面访问配置
Tomcat的默认工具manager配置,在很多的生产环境中由于基本用不到.或者是不太需要使用Tomcat默认的manager管理页面时一般都会把Tomcat的默认webapp下的内容给删除了,但是如 ...
- Redis缓存机制
Redis介绍 Redis是一款内存高速缓存数据库: 数据模型为:key - value,非关系型数据库使用的存储数据的格式: 可持久化:将内存数据在写入之后按照一定格式存储在磁盘文件中,宕机.断电后 ...
- 服务网关zuul之七:zuul中的动态刷新路由配置
<spring扩展点之三:Spring 的监听事件 ApplicationListener 和 ApplicationEvent 用法,在spring启动后做些事情> <服务网关zu ...
- 廖雪峰Java6IO编程-2input和output-1inputStream
1.InputStream 1.1InputStream是所有输入流的超类: int read() * 读取下一个字节,并返回字节(0-255) * 如果已读到末尾,返回-1 * read()方法是阻 ...
- ntp服务问题
原本国内的主机直接指向阿里云就可以时间同步了 但是国外的主机 却有报错 这个报错还没有解决 1 Oct 03:47:30 ntpdate[20969]: no server suitable fo ...
- HDOJ 2001 计算两点间的距离
#include<iostream> #include<cstdio> using namespace std; int main() { double a, b, x, y; ...
- google chrome浏览器 程序无法启动并行配置不正确
启动电脑后打开chrome弹出如下信息: 系统:win7 进入chrome的安装路径 C:\Program Files (x86)\Google\Chrome\Application 两个版本文件夹, ...
- KPPW2.2 漏洞利用--文件下载
KPPW2.2 漏洞利用--文件下载 任意文件下载漏洞 环境搭建 1,集成环境简单方便,如wamp,phpstudy.... 2,KPPW v2.2源码一份(文末有分享)放到WWW目录下面 3,安装, ...