连通图G和G中的一个结点v,设计算法,求G的生成树(支撑树)T。其中生成树的根是v,T的层次遍历次序是以v为起点的G的某个广度优先遍历次序。用C或C++写出算法的思想,设计G和T的存储结构,最好给出注释。谢谢。
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- Data-Miner 2023-02-24 23:28关注
以下是基于广度优先遍历的算法思路:
定义一个队列Q,把v加入队列中,并把v标记为已访问
定义一个数组parent[],用于记录每个节点在生成树中的父节点,初始化为-1
定义一个数组visited[],用于记录每个节点是否已经访问过,初始化为false
当队列Q非空时,重复执行以下操作:
从队列Q中取出一个节点u
遍历u的邻居节点,对于每个未访问过的邻居节点w,执行以下操作:
把w标记为已访问
把w的父节点设置为u,即 parent[w] = u
把w加入队列Q中
生成树T的边集为{(parent[v],v) | v 是G中除了根节点之外的已访问节点}
下面是算法的C++实现:#include <iostream> #include <vector> #include <queue> using namespace std; // 存储图的邻接表结构 struct Graph { int V; // 节点数 vector<vector<int>> adj; // 邻接表 }; // 生成树的边结构 struct Edge { int from, to; }; // 生成树的边集 vector<Edge> get_spanning_tree(const Graph& G, int root) { vector<Edge> T; // 存储生成树的边集 queue<int> Q; // 存储待遍历的节点 vector<bool> visited(G.V, false); // 记录每个节点是否已访问 vector<int> parent(G.V, -1); // 记录每个节点在生成树中的父节点 Q.push(root); visited[root] = true; while (!Q.empty()) { int u = Q.front(); Q.pop(); for (int v : G.adj[u]) { if (!visited[v]) { visited[v] = true; parent[v] = u; Q.push(v); } } } for (int v = 0; v < G.V; v++) { if (v != root && visited[v]) { T.push_back({parent[v], v}); } } return T; } int main() { // 创建示例图 Graph G; G.V = 5; G.adj.resize(5); G.adj[0] = {1, 2}; G.adj[1] = {0, 3, 4}; G.adj[2] = {0}; G.adj[3] = {1}; G.adj[4] = {1}; // 计算以0为根的生成树 vector<Edge> T = get_spanning_tree(G, 0); // 输出生成树的边集 cout << "生成树的边集:" << endl; for (Edge e : T) { cout << "(" << e.from << ", " << e.to << ")" << endl; } return 0 ```c++
```
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