1135. 最低成本联通所有城市
1135. 最低成本联通所有城市
想象一下你是个城市基建规划者,地图上有 N 座城市,它们按以 1 到 N 的次序编号。
给你一些可连接的选项 conections,其中每个选项 conections[i] = [city1, city2, cost] 表示
将城市 city1 和城市 city2 连接所要的成本。
(连接是双向的,也就是说城市 city1 和城市 city2 相连也同样意味着城市 city2 和城市 city1 相连)。
返回使得每对城市间都存在将它们连接在一起的连通路径(可能长度为 1 的)最小成本。
该最小成本应该是所用全部连接代价的综合。
如果根据已知条件无法完成该项任务,则请你返回 -1。
示例 1:
输入:N = 3, conections = [[1,2,5],[1,3,6],[2,3,1]]
输出:6
解释:
选出任意 2 条边都可以连接所有城市,我们从中选取成本最小的 2 条。
示例 2:
输入:N = 4, conections = [[1,2,3],[3,4,4]]
输出:-1
解释:
即使连通所有的边,也无法连接所有城市。
提示:
1 <= N <= 10000
1 <= conections.length <= 10000
1 <= conections[i][0], conections[i][1] <= N
0 <= conections[i][2] <= 10^5
conections[i][0] != conections[i][1]
分析
最小生成树问题
把这些城市看成地图上的一个个点,根据connections的信息可以知道每条连线的成本,即边的权值
按照成本从低到高(即按照权值从小到大遍历边),这样做:
假设当前边的两端分别是a,b两座城市,如果a、b是联通的,则不联接a、b;
否则联接,当然联接后要将成本计入结果
细致来说a、b的情况如下:
1:如果a、b当前都还是孤立的点,即还没有和其他城市连过线——联接
2:如果a、b有一个是孤立的点,另一个已经和其他城市联接过——联接
3: 如果a、b之前都和其他城市联接过,分两种情况:
3.1:a、b已经是联通的——不联接
3.2:a、b不联通——联接
共N个城市,总共需要联接N-1次就会将所有城市联通;
因为用了贪心策略,按照成本从小到大遍历操作,最终的成本是最小的
有个关键的问题是怎么快速判断两个城市是否联通,这里有个有意思的数据结构:并查集
func minimumCost(n int, connections [][]int) int {
if len(connections) < n-1 { // 要有每个城市的联接信息,最终才能将所有城市联通,否则总有落单的
return -1
}
sort.Slice(connections, func(i, j int) bool { // 按照成本排序
return connections[i][2] < connections[j][2]
})
unionFind := NewUnionFind(n)
connected, result, i := 0, 0, 0
for connected < n-1 {
connection := connections[i]
i++
city1, city2 := connection[0]-1, connection[1]-1
city1, city2 = unionFind.Find(city1), unionFind.Find(city2)
if city1 != city2 {
unionFind.Union(city1, city2)
connected++
result += connection[2]
}
}
return result
}