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算法笔记.kruskal算法求最小生成树

backend 2025/5/3 1:19:03

题目：（来源：AcWing）

给定一个 n 个点 m 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)，其中 V 表示图中点的集合，E 表示图中边的集合，n=|V|，m=|E|。

由 V 中的全部 n 个顶点和 E 中 n−1 条边构成的无向连通子图被称为 G 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 G 的最小生成树。

输入格式

第一行包含两个整数 n 和 m。

接下来 m 行，每行包含三个整数 u,v,w，表示点 u 和点 v 之间存在一条权值为 w 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≤105,
1≤m≤2∗105,
图中涉及边的边权的绝对值均不超过 1000。

输入样例：

输出样例：

kruskal算法思路：

每次联通一条最短边，加n-1次，如果边的两给节点已经联通，则无需再加。
查找两个点是否在同一个联通集合，需要用到并查集
如果加入边的数量<n-1，则说明无法生成最小生成树。

代码实现：

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;const int N = 100020,M = 200020;//定义边
struct Edge{int a,b,w;bool operator<(const Edge& edge){return w<edge.w;}
};int n,m;
int p[N];//并查集的集合
Edge edge[M];//边的集合int find(int x)//并查集的find函数
{if(p[x]!=x) p[x]=find(p[x]);//递归的同时压缩路径，提高效率return p[x];//直接返回所在集合编号
}int kruskal()
{int res=0,nums=0;//res记录最小树权和，num记录联通边数for(int i = 0;i<m;i++){Edge temp = edge[i];int a=temp.a , b=temp.b , c = temp.w;a = find(a);b = find(b);if(a != b)//a,b不在一个联通集合中{p[b] = a;//就把他们联通res+=c;//加入这个最短边nums++;//联通边数+1}}if(nums<n-1) return -1;return res;}int main()
{cin>>n>>m;for(int i = 1;i<=n;i++) p[i] = i;//初始化并查集for(int i = 0;i<m;i++)//初始化边集{int x,y,z;scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);edge[i] = {x,y,z};}//边集升序排序sort(edge,edge+m);int t = kruskal();if(t==-1) cout <<"impossible"<<endl;else cout<<t<<endl;return 0;
}

参考：

B站@蓝不过海呀

地址：图-最小生成树-Prim(普里姆)算法和Kruskal(克鲁斯卡尔)算法_哔哩哔哩_bilibili

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http://www.xdnf.cn/news/2881.html