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我正在尝试用 JGraphT 实现 Prim 的最小生成树算法。它看起来怎么样?

我遇到的一个问题是 JGraphT 对所有事情的处理方式都像它所指示的那样。所以有时有必要做出一些尴尬的调用来逆转g.getEdgeSource(e)g.getEdgeTarget(e)如果他们没有碰巧是正确的。

我最初尝试使用 JGraphT 的 Fibonacci Heap 来实现这一点,但它太难了,所以我只是做了一个常规的 PQ。

我没有将不存在的边的权重设置为无穷大,而是没有将其添加到队列中。

建议?风格问题?明显的低效率?我应该使用的代码而不是我自己的代码?

public static Graph<String, DefaultWeightedEdge> primPQ(final WeightedGraph<String, DefaultWeightedEdge> g, String root) {
  Graph<String, DefaultWeightedEdge> mst = new SimpleWeightedGraph<String, DefaultWeightedEdge>(DefaultWeightedEdge.class);
  Queue<DefaultWeightedEdge> pq = new PriorityQueue<DefaultWeightedEdge>(g.vertexSet().size(), new Comparator<DefaultWeightedEdge>() {
    @Override
    public int compare(DefaultWeightedEdge o1, DefaultWeightedEdge o2) {
      if (g.getEdgeWeight(o1) < g.getEdgeWeight(o2)) {
        return -1;
      }
      if (g.getEdgeWeight(o1) > g.getEdgeWeight(o2)) {
        return 1;
      } 
      return 0;
    }
  });

  mst.addVertex(root);
  DefaultWeightedEdge link;

  for (String v : g.vertexSet()) {
    link = g.getEdge(root, v);
    if (link != null) {
      pq.add(link);
    }
  }

  //this is made difficult by JGraphT's assumption that everything is directed
  DefaultWeightedEdge minEdge = pq.poll();
  String toAdd;
  String alreadyFound;
  String tmp;

  while (minEdge != null) {
    // guessing at which is in the MST
    toAdd = g.getEdgeTarget(minEdge);
    alreadyFound = g.getEdgeSource(minEdge);

    if (!(mst.containsVertex(toAdd) && mst.containsVertex(alreadyFound))) {
      // swap if backwards
      if (mst.containsVertex(toAdd)) {
        tmp = toAdd;
        toAdd = alreadyFound;
        alreadyFound = tmp;
      }
      mst.addVertex(toAdd);
      mst.addEdge(alreadyFound, toAdd, minEdge);
      System.out.format("%s --> %s\n", g.getEdgeSource(minEdge), toAdd);

      for (String v : g.vertexSet()) {
        if (! mst.containsVertex(v)) {
          link = g.getEdge(toAdd, v);
          if (pq.contains(link)) {
            g.setEdgeWeight(minEdge, Math.min(g.getEdgeWeight(minEdge), g.getEdgeWeight(link)));
          }
          if (link != null && ! pq.contains(link)) {
            pq.add(link);
          }
        }
      }
    }
    minEdge = pq.poll();
  }
  return mst;
}
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3 回答 3

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我已经将你的算法结果与我的一个作业进行了比较,它都给出了相同的最小总重量,保持下去!

于 2010-10-10T18:08:18.190 回答
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好的,现在看起来很好。

顺便说一句,我的练习有点棘手:我必须编写一个确实找到最小生成树的算法,但我的算法必须通过消除边缘来进行。我写了一些东西,它使用一些深度优先遍历来找到循环,然后通过将其“着色”为红色来消除最加权的边缘。

对于具有 N=200 个节点和各种值 M=(N*(N-1)/k) for k=2,3,4,8 for k=2,3,4,8 的 4 个随机生成的图,您的 PRIM alg 产生的最小总权重与我的 alg 相同边的数量。

乍一看,我会认为这种测试有点矫枉过正,但事实并非如此!

于 2010-10-10T22:59:12.050 回答
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在增加边数和顶点数的同时,我得到了不同的结果,我会回来的......

于 2010-10-10T18:12:00.023 回答