Java：我的 Prim 看起来怎么样？答案

【问题标题】：Java: How does my Prim's look?Java：我的 Prim 看起来怎么样？
【发布时间】：2009-11-24 00:02:07
【问题描述】：

我正在尝试使用 JGraphT 实现 Prim 的最小生成树算法。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。因此，有时有必要进行一些尴尬的调用来反转g.getEdgeSource(e) 和g.getEdgeTarget(e)，如果它们碰巧不正确的话。

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？我应该使用代码而不是自己编写代码？

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;
}

【问题讨论】：

没有真正看过所有代码，但 AFAIK JGraphT 显然支持无向图 jgrapht.org/javadoc/org/jgrapht/UndirectedGraph.html
是的，但是，给定一个优势，你如何获得两个端点？

标签： java graph minimum-spanning-tree prims-algorithm jgrapht

【解决方案1】：

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

【讨论】：

【解决方案2】：

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......

【讨论】：

所以礼节希望您编辑原始答案而不是制作更多答案。 :)

【解决方案3】：

好的，现在看起来不错。

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”为红色来消除权重最大的边缘..

对于具有 N=200 个节点和各种值 M=(N*(N-1)/k) for k=2,3,4 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,8 表示边数。

乍一看，我会认为这种测试有点矫枉过正，但事实并非如此！

【讨论】：