最小生成树—Kruskal(克鲁斯卡尔)算法
一、算法描述
在一个连通加权无向图中,找到一棵最小生成树。即,找到连接所有顶点的、权值总和最小的树,且树中不包含任何环。
二、核心思想
贪心策略:每次从未选择的边中,选取一条权值最小的边。
避免环路:如果加入这条边会导致生成树中形成环,则舍弃它。
集合管理:使用并查集数据结构来高效地判断两个顶点是否已经连通(即加入边是否会形成环)。
三、图解过程
假设我们有以下连通图 G,目标是找到它的最小生成树(MST)。
步骤 0:初始化
将图中所有边按权值从小到大排序。
初始化一个空的边集
MST,用于存放最小生成树的边。初始化并查集,让每个顶点自成一個集合。
排序后的边列表:(A,D):5, (C,E):5, (D,F):6, (A,B):7, (B,E):7, (B,C):8, (E,F):8, (B,D):9, ...
当前 MST: { }并查集状态: {A}, {B}, {C}, {D}, {E}, {F}