Prim算法优先级队列

Question

我试图实现Prim的算法Java优先级队列。

我找不到我的错误我只是认识到队列没有正确地排列节点。

图表示例：

0 4 7 5
4 0 2 3
7 2 0 1
5 3 1 0

它始终将节点 4 作为第二个节点。因此，它对队列进行排序，如 [node1， node4， node2， node3]，而不是 [node1，node2， node3， node4]。我对优先级队列执行了哪些操作？

问候语

    public class PrimAlgorithm {

        private static int[] par; // parent
        private static int[] key; // value
        private static int sum;


        public static void prim(Graph g){

            Node[] nodes = g.getNodes();
            key = new int[g.getMatrix().length];
            par = new int[g.getMatrix().length];


                    PriorityQueue<Node> queue = new PriorityQueue<Node>(42, new Comparator<Node>(){
                        public int compare(Node v1, Node v2){
                            return Integer.valueOf(key[v1.getId()-1]).compareTo(Integer.valueOf(key[v2.getId()-1]));



            for (Node n : nodes) {
                int x = n.getId()-1;
                key[x] = 1000;
                par[x] = 0; 
                queue.add(n);
            }

            key[0] = 0;


            while(!queue.isEmpty()) {
                Node n = queue.poll();

                List<Node> neighbours = n.getNeighbors();

                for (Node m : neighbours){
                    if ( queue.contains(m) && g.getEdge(n, m).getWeight() !=0 && g.getEdge(n, m).getWeight() < key[m.getId()-1]){

                        par[m.getId()-1] = n.getId();
                        key[m.getId()-1] = g.getEdge(n, m).getWeight();

                    }
                }
            }

            for (int i=0; i < key.length; i++){
                sum += key[i];
              }

            System.out.println("Das Gewicht des minimalen Spannbaumes lautet: " + sum);
            System.out.println("Der Spannbaum ergibt sich wie folgt: " );
            //fängt ab 1 an sonst, hätten wir immer noch einen Nullknoten
            for(int i=0; i <par.length; i++){
                System.out.println("Der Vorgänger von Knoten: "  + " "+ (i+1) + "-> "  +  par[i] + " Gewicht " 
                        + key[i]);
            }

        }

        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("Prim Algorithmus zu Berechnung des minimalen Spannbaums.");
            Graph g = new Graph();

            prim(g);
        }

}

Answer 1

一些事情：

< Li > priority queue的默认实现不能动态地对队列中的项目重新排序。换句话说，当您在中添加项目后更改键时，它不会导致队列中已有的项目更改它们的顺序。 < li >当您第一次将节点添加到PriorityQueue时，它们都具有相同的优先级。因此，根据优先级队列的API，

如果多个元素以最小值绑定，则头部就是这些元素之一——连接被任意破坏。

因此不能保证节点的初始顺序。

对于重新排序队列的有效方法，请注意，添加操作是O（log（n）），这是有效的，而从队列前端以外的任何位置删除操作是O，这应该避免。因此，一个好的技巧是保持一个布尔访问数组，如果节点i已经被处理，则访问数组[i]为真。然后，您可以多次添加同一节点，知道将首先检索具有最低键的节点。如果在轮询某个节点的队列时，visited[node.id]已为true，则只需跳过它即可。

当然，为了使这一点起作用，节点必须基于它包含的某些值而不是外部数组进行比较，这样队列中就可以有两个id相同但键不同的节点。