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生成树算法英文解释翻译、生成树算法的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 spanning tree algorithm

分词翻译:

生成的英语翻译:

【计】 generating; spanning
【医】 production

树算法的英语翻译:

【计】 tree algorithm

专业解析

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:

  1. Kruskal算法:基于贪心策略,按边权升序选择不构成环的边,时间复杂度为O(E log E),适用于稀疏图(参考《算法导论》第3版)
  2. Prim算法:通过顶点扩展生成树,使用优先队列可达O(E + V log V),适合稠密图(来源:IEEE Transactions on Networking)

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。

网络扩展解释

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:


一、基本概念

  1. 生成树定义
    生成树需满足两个条件:

    • 包含原图所有顶点
    • 是连通的且无环(边的数量 = 顶点数 - 1)
  2. 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。


二、常见算法

  1. Prim算法

    • 核心思想:贪心策略,从任意顶点出发,逐步扩展当前树,每次选择与当前树相连且权值最小的边。
    • 适用场景:稠密图(边数较多)
    • 时间复杂度:
      • 邻接矩阵:$O(V)$
      • 二叉堆优化:$O(E log V)$
  2. Kruskal算法

    • 核心思想:按边权升序排序,依次选择不形成环的边,直到覆盖所有顶点。
    • 适用场景:稀疏图(边数较少)
    • 关键技术:并查集(Union-Find)检测环
    • 时间复杂度:$O(E log E)$
  3. Borůvka算法

    • 核心思想:并行处理,每个连通分量选择最小边合并,适合分布式计算。
    • 时间复杂度:$O(E log V)$

三、算法对比

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 $O(E log V)$ $O(V+E)$

四、应用场景


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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