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斐波那契堆与二叉堆在Prim算法中的性能比较:稀疏图与稠密图的分析

引言

在图论中,Prim算法是一种用于求解最小生成树(MST)的贪心算法。其性能高度依赖于优先队列数据结构的效率,因为算法需要频繁地从中选择最小权重的边。本文旨在探讨在稀疏图和稠密图中,使用斐波那契堆和二叉堆实现的Prim算法的性能差异,并通过伪代码和C语言示例来阐述这一点。

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基本概念回顾

  • 稀疏图:边的数量 |E| 与顶点的数量 |V| 成线性关系,即 |E| = O(V)。
  • 稠密图:边的数量 |E| 接近顶点数量的平方,即 |E| = O(V^2)。
  • 二叉堆:一种基于完全二叉树的堆结构,支持快速插入、删除和获取最小元素。
  • 斐波那契堆:一种更复杂的堆结构,支持更快速的合并操作,某些操作具有更低的摊销时间复杂度。

Prim算法的时间复杂度分析

  • 使用二叉堆&

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