
【计】 spanning tree algorithm
【计】 generating; spanning
【医】 production
【计】 tree algorithm
生成树算法(Spanning Tree Algorithm)是图论中用于在连通无向图中寻找包含所有顶点且无环的子图(即生成树)的核心方法。其汉英对照定义为:生成树(Shēngchéng Shù)对应"Spanning Tree",指覆盖图全部顶点的极小连通子图;算法(Suànfǎ)即"Algorithm",特指通过系统化步骤解决问题的过程。
从工程实现角度,常见算法包括:
数学表达上,设图G=(V,E),生成树需满足: $$ |E'| = |V| - 1 quad text{且} quad forall u,v in V, exists text{路径连接} $$ 该理论被广泛应用于网络冗余消除(如IEEE 802.1D协议)和电力系统拓扑优化(中国电力出版社《电网规划方法》)。计算机科学领域权威教材《算法导论》(Cormen et al., 2009)第23章对其数学证明有系统阐述。
生成树算法是图论中的核心算法,用于在连通无向图中找到一个包含所有顶点且无环的子图(即生成树)。若图为带权图,则最小生成树(MST)是其所有生成树中边权总和最小的结构。以下是关键点解析:
生成树定义
生成树需满足两个条件:
最小生成树(MST)
在带权图中,MST是所有生成树中边权总和最小的树,常用于成本优化场景,如通信网络布线、交通规划等。
Prim算法
Kruskal算法
Borůvka算法
算法 | 适用图类型 | 时间复杂度 | 空间复杂度 |
---|---|---|---|
Prim | 稠密图 | $O(V)$ | $O(V)$ |
Kruskal | 稀疏图 | $O(E log E)$ | $O(E)$ |
Borůvka | 并行处理 | $O(E log V)$ | $O(V+E)$ |
若需具体算法步骤或代码实现示例,可进一步说明!
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