蓝桥杯-通电(最小生成树java)

题目

思路

这道题其实也挺容易看出来是最小生成树的。我当时做的时候确实是能看出来是考的最小生成树,union(),find()那些方法我也能写出来,但是,我完全不知道怎么去利用给你的输入数据,去求解题目,也就是知道这个算法,也会写这个算法板子,但是不会做题T_T。

先来讲一下具体的题意,就是有n个村庄,其中1号村庄是发电站,让你给这些村庄之间添加电线,使得它们相互连接,使得它们直接或间接的与发电站相通。但是加电线是需要费用的,问你如何添加电线,让电线花费最少且使得这n个村庄都通电。

这就可以转化成,n个节点,然后你从它们产生的边里,选择前n-1个权值最小的边,使得这n个节点能够相互到达。其实题中的这个1号村庄你放哪都无所谓,只要n个节点是连通的,他那个电就能给你传通过去。所以就很明显,就是最小生成树算法。我目前只会Kruskal,所以该题使用Kruskal求解的。

这里记录为什么自己做的时候即使知道了算法,也没有把题目做出来。最开始我读完输入数据的时候,我打算用两层for循环,暴力的去计算任意两个节点之间的费用,然后把费用存到list列表里边。但是当时做的时候,我无法保证list里的前n-1个权重所在的边它们不构成环,也就是我无法保证它们能够使得n个村庄成为一个最小生成树。然后,就没写下去T_T。

后来看了大佬们的题解,发现他们有的也是用两层循环去求费用的,只不过他们的更加的巧妙。直接又建了一个Edge类,然后里边有边的起点、终点、权重以及初始化。建类有一个什么好处呢,就是你这时初始化list列表时,你里边的泛型就能写成Edge,然后你每计算两个村庄之间的费用,你就可以new一条Edge,把起点u,终点v以及权重w同时赋值给你刚new完的Edge对象,然后加到list里边就好了。

其实这道题,相对于前一篇文章的电动车,只不过拐了一个弯,需要你主动地去求一下边的权重,然后以一种合适的方式,把u、v、w存起来,就像电动车的输入样例一样。这样也就转换成电动车那题的模式了,后边就正常的使用Kruskal算法就可以。

下面代码中的两层for循环那,j < i我的理解就是,他只算了矩阵的下三角,因为对称矩阵嘛。相对于电动车那题绕了的弯子就是额外加了一个dist方法,去利用输入样例手动求解两点之间的权重。

代码

复制代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.Scanner;
public class 通电 {
    static int []root;
    static int g[][];
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int n = sc.nextInt();
        root = new int[n + 1];
        for(int i = 1;i <= n;i ++) {
            root[i] = i;
        }
        g = new int[n+1][3];
        ArrayList<Edge> list = new ArrayList<>();
        for(int i = 1;i <= n;i ++) {
            int x = sc.nextInt();
            int y = sc.nextInt();
            int h = sc.nextInt();
            g[i][0] = x;
            g[i][1] = y;
            g[i][2] = h;
            for(int j = 1;j < i;j ++) {
                list.add(new Edge(i,j,dist(i,j)));
            }
        }
        list.sort(Comparator.comparing((Edge e) -> e.w));
        double ans = 0;
        int cnt = 0;
        for(Edge e : list) {
            if (find(e.u) != find(e.v)) {
                union(e.u,e.v);
                ans += e.w;
                cnt ++;
            }
            if (cnt == n - 1) {
                break;
            }
        }
        System.out.printf("%.2f",ans);
    }
    public static int find(int x) {
        if (x != root[x]) {
            root[x] = find(root[x]);
        }
        return root[x];
    }
    public static boolean union(int x, int y) {
        int fx = find(x);
        int fy = find(y);
        if (fx != fy) {
            root[fx] = fy;
            return true;
        }
        else {
            return false;
        }
    }
    public static double dist(int i,int j) {
        return Math.sqrt((g[i][0]-g[j][0])*(g[i][0]-g[j][0]) + (g[i][1]-g[j][1])*(g[i][1]-g[j][1])) + (g[i][2]-g[j][2])*(g[i][2]-g[j][2]);
    }
}
class Edge{
    int u, v;
    double w;
    public Edge (int u, int v, double w) {
        this.u = u;
        this.v = v;
        this.w = w;
    }
}
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