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Prim算法是解决最小生成树问题的经典贪心算法。该算法从任意一个顶点开始,逐步扩展生成树,每次选择连接树与非树顶点的最小权重边,直到覆盖所有顶点。
算法核心思路:维护两个集合——已选顶点和待选顶点。初始化时随机选择一个起点加入已选集合。重复以下步骤直至覆盖所有顶点:1) 找出连接两个集合的最小权重边 2) 将该边加入生成树 3) 将新顶点移入已选集合。
建模应用时要注意:算法适用于连通无向图,使用邻接矩阵或邻接表存储图结构较高效。时间复杂度取决于数据结构选择:普通数组实现为O(V²),二叉堆优化可达到O(ElogV)。建模中常用于网络布线、交通规划等需要最小成本连接节点的场景。