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MATLAB版本实现的Prim 和Kruskal算法

 Ethan的博客 2011-08-08

时间久远,文档又找不到了,我已经忘记到底特色点具体在什么地方,归结为一点,就是充分利用了MATLAB语言的批量计算特性。直接贴代码吧,有需要的人自然能看出名堂来。

 

prim
clear all;
close all;
Graph1;
%
调用Graph1M文件,产生图1的邻接矩阵
%Graph2;%
调用Graph2M文件,产生图2的邻接矩阵

len
=length(graph_adjacent);%
求图中有多少个顶点
k
=sprintf('please input the point where you want to start ,do remember it must be between 1 and %d '
,len);
start_point
=input(k);%
输入最小生成树产生起点
while((start_point<=0)|(start_point>len))%
如果输入的结点位置不合法即:小于等于零,或大于结点数,则重新输入
    disp(
'bad positon,please input again!'
);
    start_point
=
input(k);
end;
%************************************下面完成prim算法****************************

%相关变量初始设置
tree
=zeros(len-1,2);%
用于保存选入最小生成树的边
lowcost
=zeros(1,len);%用来保存集合V-U与集合U中顶点的最短边权值,lowcost[v]=
0表示顶点v已经
                   
%
加入最小生成树中
adjvex
=zeros(1,len);%
用来保存依附于该边在集合U中的节点,U集合为生成最小生成树的辅助集合,
                   
%首先U=
{start_point},之后依次确定为把最小生成树的一边的另一节点加入U
                   
%
依次下去,直到图的全部顶点都在U中能找到
               
lowcost
=graph_adjacent(start_point,:);%
lowcost(i)的值为节点i与start_point的权值;
adjvex
=start_point.*ones(1,len);%
adjvex中所有元素的值都为初始节点
%以下循n-1次,用于找出最小生成树的len-
1条边

for i=1:len-1

    k
=lowcost>0;%k为一逻辑数组,它和lowcost同维,对于每一个位置i1lowcost(i)>0则k(i)=1
                
%否则k(i)=0;稍候将用这个数组进行辅助寻址
    cost_min
=min(lowcost(k));%
找出lowcost中除0外的最小值
    index
=find(lowcost==cost_min);%
找出此最小值在lowcost中的下标,即找到相应的节点 
    index
=index(1);%
因为最小值的下标可能不止一个,这里取第一个下标进行处理
    lowcost(index)
=0;%
表明该节点已经加入了最小生成树中
    tree(i,:)
=
[adjvex(index),index];
    
%
对lowcost和adjvex进行更新
    
for j=1
:len
        
if lowcost(j)>
graph_adjacent(j,index);
            lowcost(j)
=
graph_adjacent(j,index);
            adjvex(j)
=
index;
        end
    end
end;

%*************************结果显示模块************************************

s
=0;
for ii=1:len-1

    k
=sprintf('最小生成树第%d条边:(%d,%d),权值为%d',ii,tree(ii,1),tree(ii,2),graph_adjacent(tree(ii,1),tree(ii,2)));%格式化字符串
    
%disp(k);%
显示
    
%disp(' ');%
空一行
    s
=s+graph_adjacent(tree(ii,1),tree(ii,2));  %
求最小生成树的代价
end
%
显示最小生成树的代价
disp(
'最小生成树的总代价为:'
)
disp(s);

 

 

kruskal
clear all;
close all;
Graph11;
%
调用以邻接矩阵储存的图所在的M文件
%
Graph22;

len
=length(graph_adjacent);%
计算图中的顶点数
temp
=graph_adjacent;%
将原图内容拷贝到temp中,以防对原图做改动
superedge
=zeros(len-1,2);%
用于保存生成最小生成树的边
i
=1;%
指向superedge的下标
for j=1
:len
 tag(j)
=j;%
关联标志初始化,将每个顶点的关联标志设为其本身
end;
%
以下的循环完成kruskal算法

while(superedge(len-1,1)==0
)
    [Y,I]
=sort(temp);%
将temp的每列按从小到大排序,数组Y保存temp 排序后的结果,I中保存相应结果对应的在temp中的下标
    cost_min
=min(Y(1,:));%
找出权值最小的边
    index
=find(Y(1,:)==cost_min);%
找出权值最小的边对应的顶点
    index
=index(1);%
一条边对应两个节点,且不同的边的权值可能一样,这里为了方便处理人为规定了顺序,取标号最小的顶点进行处理
    anotherpoint
=I(1,index);%
找到该边对应的另一个顶点
    
%
将该边对应的权值修改为最大,防止该边在下次循环中再次被选为最优边
    temp(index,anotherpoint)
=100
;
    temp(anotherpoint,index)
=100
;
    
if(tag(anotherpoint)~=tag(index))%
当两个点不属于一个连通集时,这两个点之间的边为最小生成树的边
        superedge(i,:)
=[index,anotherpoint];%
将其加入最小生成树的边集中
        i
=i+1;%
下标加1
        
%
下面的语句的作用是将两个连通分支变成一个连通分支,即tag值一样
         
for j=1:len%
以index的tag值为标准
            
if((tag(j)==tag(anotherpoint))&(j~=anotherpoint))%
遍搜tag数组,先将和anotherpoint tag值一样的点的tag值变为index的tag值
                tag(j)
=
tag(index);
            end
         end
        tag(anotherpoint)
=tag(index);%
将anotherpoint的tag值变为index的tag值                  
    end 
   
end

 
%*************************结果显示模块************************************

s
=0;
for ii=1:len-1

    k
=sprintf('最小生成树第%d条边:(%d,%d),权值为%d',ii,superedge(ii,1),superedge(ii,2),graph_adjacent(superedge(ii,1),superedge(ii,2)));%格式化字符串
    
%disp(k);%
显示
    
%disp(' ');%
空一行
    s
=s+graph_adjacent(superedge(ii,1),superedge(ii,2));  %
求最小生成树的代价
end
%
显示最小生成树的代价
disp(
'最小生成树的总代价为:'
)
disp(s);

 

源码下载:http://download.csdn.net/source/1030348

找到了以前写的实验报告,也传上去吧,这是一年半以前写的,当时还是个上大学的小P孩子,觉得代码是最有用的东东,所以很多东西都只保存了代码,没有保存文档,现在转过头来意识到了文档的重要性。

文档在:http://download.csdn.net/source/1963473

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