858. Prim算法求最小生成树 题解

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https://www.acwing.com/problem/content/860/ 来源:模板题

题目描述

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1n1051≤n≤10^5

1m21051≤m≤2*10^5 图中涉及边长绝对值均不超过 10000。 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

题解思路

图文解析参考https://www.acwing.com/solution/content/34197/

代码

cpp
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
const int N = 510, INF = 0x3f3f3f3f;

int n, m, a, b, w;
int g[N][N], dist[N];
bool vis[N];

int prim()
{
    memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
    int res = 0;
    
    for (int i = 0; i < n; i++)  // 要遍历n个点
    {
        int t = -1;
        for (int j = 1; j <= n; j++)    
            if (!vis[j] && (t == -1 || dist[j] < dist[t]))
                t = j;  
        
        
        // 不是第一个取出的节点,并且当前节点的距离为INF,则表示没有和集合中点相连的边
        if (i && dist[t] == INF)    return INF;
	// 不是第一个取出的节点,是其他点与集合中的连接线(最小边)
        // 写在前面,如果一个节点本身出现负环,下面这句更新后,会影响结果,比如g[t][j],当t = j,更新了g[t][t],影响res结果
        if (i) res += dist[t];

	// 更新当前最短边权点t到集合的距离(保留最小的值,如果比之前最短t到集合的距离还小,更新)
        for (int j = 1; j <= n; j++)   dist[j] = min(dist[j], g[t][j]);
        vis[t] = true;
    }
    return res;
}

int main()
{
    memset(g, 0x3f, sizeof g);
    cin >> n >> m;
    while (m--)
    {
        cin >> a >> b >> w;
        g[a][b] = g[b][a] = min(g[a][b], w);
    }
    
    int t = prim();
    if (t == INF)   cout << "impossible";  // 有点不连通的时候,不存在最小生成树
    else cout << t;
    return 0;
}
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