朴素Prim算法,时间复杂度O(n2)
堆优化版不如直接用Kruskal

要素

  1. g[][]邻接矩阵,存储图的信息
  2. st[]记录已经在集合中的点
  3. dist[] 存储每个点到集合的最短距离

    思路

    非常像朴素版Dijkstra算法

  4. Arrays.fill[dist, INF]; dist[1] = 0

  5. for(i : 1~n)

遍历各个节点,找到
t <- 不在st中的距离集合最近的点
st <- t加入该点到st
遍历t的临边,更新临点到集合的最短距离

证明:
假设不选当a前边得到最终的生成树。然后将这条边加上,必然会出现一个环,在这个环上一定可以找出一条长度不小于当前边的边b,用a替换b结果一定不会更差

模板

858. Prim算法求最小生成树

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≤500,
1≤m≤105
图中涉及边的边权的绝对值均不超过 10000。
输入样例:

  1. 4 5
  2. 1 2 1
  3. 1 3 2
  4. 1 4 3
  5. 2 3 2
  6. 3 4 4

输出样例:

  1. 6
  1. import java.util.*;
  2. public class Main {
  3. static int n, m;
  4. static int[][] g;
  5. static final int INF = 0x3f3f3f3f;
  6. public static void main(String[] args) {
  7. Scanner sc = new Scanner(System.in);
  8. n = sc.nextInt();
  9. m = sc.nextInt();
  10. g = new int[n + 1][n + 1];
  11. for (int i = 0; i <= n; i++) {
  12. Arrays.fill(g[i], INF);
  13. }
  14. while (m-- > 0) {
  15. int a, b, w;
  16. a = sc.nextInt();
  17. b = sc.nextInt();
  18. w = sc.nextInt();
  19. g[a][b] = Math.min(g[a][b], w);
  20. g[b][a] = Math.min(g[b][a], w);
  21. }
  22. int res = prim();
  23. if (res == INF) System.out.println("impossible");
  24. else System.out.println(res);
  25. }
  26. static int prim() {
  27. int[] dist = new int[n + 1];
  28. Arrays.fill(dist, 0x3f3f3f3f);
  29. boolean[] st = new boolean[n + 1];
  30. int res = 0;
  31. dist[1] = 0;
  32. for (int i = 0; i < n; i++) {
  33. int t = -1;
  34. for (int j = 1; j <= n; j++) {
  35. if (!st[j] && (t == -1 || dist[t] > dist[j])) {
  36. t = j;
  37. }
  38. }
  39. if (dist[t] == INF) return INF;
  40. res += dist[t];
  41. st[t] = true;
  42. for (int j = 1; j <= n; j++) {
  43. if (dist[j] > g[t][j]) {
  44. dist[j] = g[t][j];
  45. }
  46. }
  47. }
  48. return res;
  49. }
  50. }