Question

我已经查看了这方面的问题，但仍然遇到了一些麻烦。我试图实现Prim算法究竟出了什么问题？我觉得这与它有关，只有当它是树中的最小权重时才将其添加到生成树中，但我没有看到如何实现它。这是我到目前为止所尝试的内容，我将在顶部包含优先级队列入队方法。它似乎将所有顶点添加到树中。从顶点0开始的输出是以下..

(0, 5), (1, 5), (2, 5), (3, 5), (4, 5), (5, 5), (0, 1), (1, 1), (2, 1), (3, 1) (4, 1), (0, 2), (2, 2), (3, 2), (4, 2), (0, 4), (3, 4), (4, 4)

 def dequeue(self):
    weight, data = self.queue.pop(0)
    self.size -= 1
    return data

 def enqueue(self, data, weight):
    curr_index = 0

    while (curr_index < self.size and
           self.queue[curr_index][WEIGHT] < weight):
        curr_index += 1

    self.queue.insert(curr_index, (weight, data))
    self.size += 1

def add_edges(self, p_queue, vertex, vertices):
    for i in range(len(self.adjacency_matrix)):
        weight = self.adjacency_matrix[vertex][i]
        if weight != 0:
            p_queue.enqueue(vertex, weight)
            if (i, vertex) not in vertices:
                vertices.append((i, vertex))
    return vertices 


def init_pqu(self, p_queue, start_vertex):
    for i in range(len(self.adjacency_matrix)):
        weight = self.adjacency_matrix[start_vertex][i]
        if weight != 0:
            p_queue.enqueue(start_vertex, weight)


def prim(self, start_vertex):
    vertices = []
    priority_queue = pq.priority_queue()
    self.init_pqu(priority_queue, start_vertex)
    while len(priority_queue.queue) > 0:
        source = priority_queue.dequeue()
        vertices = self.add_edges(priority_queue, source, vertices)
    return vertices

Answer 1

您的代码存在多个问题，我可以立即发现：

1）目前尚不清楚您提供的入队方法是否与您呼叫的pq.enqueue相同。如果它是相同的，那么你的enqueue有两个参数（顶点和权重），但你只传递它的顶点，所以权重总是作为None传递，使得优先级队列每次都返回你的随机顶点。

如果它不相同，那么首先你永远不会调用你的队列，你总是打电话给pq.enqueue，其次，你将顶点id 插入你的优先级队列，所以它按顶点id 排序，而不是按边缘权重排序。对于Prima算法而言，权重排序的优先级队列至关重要。

2）此代码也不正确：

    if (vertex, i) not in vertices:
        vertices.append((i, vertex))

因为您检查(vertex, i)，但追加(i, vertex)，所以您的情况要么永远不会触发，要么以错误的方式触发。

3）您的add_edges例程有一个参数p_queue，但使用的是pq。您有pq某种全局优先级队列吗？

更新：在修复了所有这些之后，现在也只是在之前没有添加顶点时添加一个顶点，换句话说，而不是这样做：

        p_queue.enqueue(vertex, weight)
        if (i, vertex) not in vertices:
            vertices.append((i, vertex))

这样做：

        if (i, vertex) not in vertices:
            p_queue.enqueue(vertex, weight)
            vertices.append((i, vertex))

python中的prim算法

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