Prim 算法在 C++ STL 错误中的实现？答案

【问题标题】：Prim's Algorithm implementation in C++ STL error?Prim 算法在 C++ STL 错误中的实现？
【发布时间】：2014-10-20 11:24:45
【问题描述】：

我正在尝试使用 STL 在 C++ 中实现 Prim 的 MST 算法。

但是对于下面的程序，它似乎进入了一个无限循环。然后报错退出。

Prim 的 MST 算法的伪代码；

我的代码：

#include<algorithm>
#include<vector>
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

typedef vector<int>         vi;
typedef pair<int,int>       ii;
typedef vector<ii>          vii;

#define REP(i,a,b)  for(int i=int(a);i<b;i++)
#define TRvii(c,it) for(vii::iterator it=(c).begin();it!=(c).end();it++)

#define INF 2000000000

void Prims(int V, int s, vector<vii> &AdjList)
{
    vector<int> dist(V,INF);
    dist[s] = 0;
    priority_queue<ii,vector<ii>,greater<ii> > pq; 
    pq.push(ii(0,s));

    REP(i,1,V) pq.push(ii(i,INF));

    bool inPriorityQueue[V];
    REP(i,0,V) inPriorityQueue[i] = true;

    while(!pq.empty())
    {
        ii top = pq.top(); pq.pop();
        int d = top.first,u = top.second;

        inPriorityQueue[u] = false;

        TRvii(AdjList[u],it)
        {
            int v = it->first, weight_u_v = it->second;

            if(inPriorityQueue[v] && weight_u_v<dist[v])
            {
                dist[v] = weight_u_v;
            }
        }
    }

    cout << "The shortest distance from " << s << " to all the nodes is" << endl;
    REP(i,0,V)
    {
        cout << i << " : " << dist[i] << endl;
    }
}

int main()
{   
    int v,s,edges;

    printf("Enter number of vertices : ");
    scanf("%d",&v);

    vector<vii> adjList(v+1);

    printf("\nEnter source vertex : ");
    scanf("%d",&s);

    adjList[0].push_back(make_pair(1,4));
    adjList[0].push_back(make_pair(7,8));
    adjList[1].push_back(make_pair(0,4));
    adjList[1].push_back(make_pair(2,8));
    adjList[1].push_back(make_pair(7,11));
    adjList[7].push_back(make_pair(0,8));
    adjList[7].push_back(make_pair(1,11));
    adjList[7].push_back(make_pair(8,7));
    adjList[7].push_back(make_pair(6,1));
    adjList[2].push_back(make_pair(1,8));
    adjList[2].push_back(make_pair(3,7));
    adjList[2].push_back(make_pair(8,2));
    adjList[2].push_back(make_pair(5,4));
    adjList[8].push_back(make_pair(2,2));
    adjList[8].push_back(make_pair(7,7));
    adjList[8].push_back(make_pair(6,6));
    adjList[6].push_back(make_pair(7,1));
    adjList[6].push_back(make_pair(5,2));
    adjList[6].push_back(make_pair(8,2));
    adjList[5].push_back(make_pair(6,2));
    adjList[5].push_back(make_pair(2,4));
    adjList[5].push_back(make_pair(3,14));
    adjList[5].push_back(make_pair(4,10));
    adjList[4].push_back(make_pair(3,9));
    adjList[4].push_back(make_pair(5,10));
    adjList[3].push_back(make_pair(2,7));
    adjList[3].push_back(make_pair(5,14));
    adjList[3].push_back(make_pair(4,9));

    Prims(v, s, adjList);

    return 0;
}

实现此算法的图表：

【问题讨论】：

小贴士：如果你想要一个大数来表示无穷大，那么我建议std::numeric_limits<type>::max。
至于您的问题，从一组较小的输入数据（图表）开始，然后在调试器中逐行检查代码以查看发生了什么。
观看了 30 次后感觉很糟糕，没有人回答你的问题 :(
@JoachimPileborg 感谢您的提示.. :)
仅供参考，这些宏令人厌恶。不要写这样的代码，它会使代码less可读。 typedef 也很晦涩，但至少它们没有宏的所有缺点。

标签： c++ algorithm graph stl prims-algorithm

【解决方案1】：

如果您尝试过调试它，您会很快发现问题出在以下行：

 TRvii(AdjList[u],it)

想想u 是什么。由于pq.push(ii(0,s));，首先绕过while 循环u == s。然而，在接下来的所有后续循环中，u == INF 由于REP(i,1,V) pq.push(ii(i,INF));。

尝试访问 AdjList[INF] 是“错误的”，并导致未定义的行为（在您的情况下是崩溃）。

我建议进一步调试您的算法，可能使用更简单的测试用例。单步执行并观察所有变量。假设您了解算法以及它应该经历的状态，因此请注意所有变量以确保它们是它们应该是的。

【讨论】：