zoj 1203求最小生成树的权值之和(kruskal算法实现)

#include <iostream>
#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <memory.h>
using namespace std;

/**********************堆***************************/

int heapNum=0; //记录堆的结点个数

//堆的结点结构
struct Heap
{
	int sta,en;
	double weight;
} heap[5000];

//下滑操作
void siftDown(int start,int end)
{
	//将start号结点向下调整直到end
	int i=start,j=2*i;
	heap[0]=heap[i]; //用heap[0]来临时保存i结点的值
	while(j<=end)
	{
		//有右孩子并且右孩子比左孩子小时，将j保存右孩子
		if(j<end&&heap[j].weight>heap[j+1].weight) ++j;
		//比j号结点小时，不需调整
		if(heap[0].weight<=heap[j].weight) 
			break;
		else
		{
			//向下调整
			heap[i]=heap[j];
			i=j;
			j=2*j;
		}
	}
	heap[i]=heap[0];
}

void siftUp(int start)
{
	int j=start,i=j/2;
	heap[0]=heap[j];
	while(j>0)
	{
		if(heap[i].weight<=heap[0].weight)
			break;
		else
		{
			//向上调整工作
			heap[j]=heap[i];
			j=i;
			i=i/2;
		}
	}
	heap[j]=heap[0];
}

//插入操作的实现
bool insert(Heap temp)
{
	++heapNum;
	heap[heapNum]=temp;
	siftUp(heapNum);
	
	return true;
}

//删除操作
bool removeMin(Heap& temp)
{
	//保留下根结点
	temp=heap[1];
	heap[1]=heap[heapNum]; //填补树根

	--heapNum;
	siftDown(1,heapNum); //将根结点下滑到尾部
	return true;
}

/***************************并查集********************/

int parent[101];

//查找i所在的集合的元首，并对该树形结构进行优化
int collaspingFind(int i)
{
	int r=i;
	for(;parent[r]>=0;r=parent[r]);

	while(i!=r)
	{
		int s=parent[i];
		parent[i]=r;
		i=s;
	}
	return r;
}

void weightedUnion(int i,int j)
{
	int temp=parent[i]+parent[j];

	//负数值大的反而小，树i的结点较小时
	if(parent[j]<parent[i])
	{
		parent[i]=j;  //将i的父亲设为j
		parent[j]=temp;
	}
	else
	{
		parent[j]=i;
		parent[i]=temp;
	}
}

/******************************图模块*********************************/

struct LinkNode
{
	int vex; //邻接的结点在数组中的编号
	LinkNode* next;
	double weig; //结点的权值
};

//定义图结点的最大个数
const int MaxSize=101;

struct Node
{
	//int data;
	LinkNode* head;
	//将结点邻接的链表头置为空
	Node(){ head=0;}
} Adj[MaxSize]; //Adj数组表示原来的图

//坐标结构体
struct Coord
{
	double x;
	double y;
} coord[101];

//求坐标中两点距离的函数
double sqrtCoord(const Coord& c1,const Coord& c2)
{
	return sqrt((c1.x-c2.x)*(c1.x-c2.x)+(c1.y-c2.y)*(c1.y-c2.y));
}

//建立图的算法
void createLink(int& numNode)
{
	int numLink=0;
	LinkNode* ptr=0;

	//赋初值
	memset(Adj,0,sizeof(Adj));

	for(int i=1;i<=numNode;++i)
		scanf("%lf%lf",&coord[i].x,&coord[i].y);

	for(int i=1;i<=numNode;++i)
	{
		//头插入建表
		for(int j=i+1;j<=numNode;++j)
		{
				ptr=new LinkNode;
				ptr->vex=j;

				ptr->weig=sqrtCoord(coord[i],coord[j]);

				ptr->next=Adj[i].head;
				Adj[i].head=ptr;
		}
	}
}

/**************************最小生成树的模块*****************/

//将图中的所有边存入堆中
void inHeap(int& numNode)
{
	//将堆的结点个数重置为0
	heapNum=0;
	memset(heap,0,sizeof(heap));

	LinkNode* ptr=0;

	for(int v=1;v<=numNode;++v)
	{
		ptr=Adj[v].head;
		//每个邻接点都有机会访问
		while(ptr!=0)
		{
			//将图中的边和所关联的两个结点压入堆中
			Heap temp;
			temp.sta=v;
			temp.en=ptr->vex;
			temp.weight=ptr->weig;
			insert(temp);

			ptr=ptr->next; //到下个邻接点
		}
	}
}

//求出最小生成树的权值之和
void kruskal()
{
	int nodeNum=0;
	int testNum=1; //程序执行的次数

	while(scanf("%d",&nodeNum)!=EOF&&nodeNum!=0)
	{
		createLink(nodeNum);

		//初始化并查集
		for(int i=1;i<=nodeNum;++i)
			parent[i]=-1;

		//将所有边存入堆中
		inHeap(nodeNum);

		int cntNum=1;
		double miniLen=0.0;

		while(cntNum<nodeNum)
		{
			Heap temp;
			//取堆中权值最小的结点
			removeMin(temp);

			int stRoot=collaspingFind(temp.sta);
			int enRoot=collaspingFind(temp.en);
			if(stRoot!=enRoot)
			{
				weightedUnion(stRoot,enRoot);
			
				miniLen+=temp.weight;

				++cntNum;
			}
		}

		//要特别注意输出格式！！前几次提交应格式错误告终。。
		if(testNum!=1 )  
			printf( "\n" );
        printf( "Case #%d:\n",testNum);
        printf( "The minimal distance is: %.2lf\n",miniLen);
        ++testNum;
	}
}

int main()
{
	 kruskal();
}