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高级技巧996引擎最小生成树Prim算法

【高级技巧】最小生成树:地图路网的最低成本连接

2026-09-25 15:16 作者:996 技术组 996引擎Lua教程传奇脚本高级技巧996引擎Lua最小生成树Prim算法

底层原理

把 n 个据点用最短的线路连成一张连通网(地图路网、节点布线),最小生成树给出总长最短的方案:每次从"已连接区"向外挑一条最短的边,把新据点拉进网络,重复 n-1 次——Prim 算法 O(n²),稠密图友好。生成树的总长唯一确定,树形可以不唯一;全枚举方案数按凯莱公式是 n 的 n-2 次幂,10 个据点已超 1 亿种,枚举绝不可行。

高级封装

Prim 主循环。示例代码如下:

lua
local function prim(nodes, dist)
    local n = #nodes
    local inTree = { [1] = true }
    local total, edges = 0, {}
    for _ = 2, n do
        local bestLen, bestA, bestB = math.huge
        for a in pairs(inTree) do
            for b = 1, n do
                if not inTree[b] and dist[a][b] < bestLen then
                    bestLen, bestA, bestB = dist[a][b], a, b
                end
            end
        end
        inTree[bestB] = true
        total = total + bestLen
        edges[#edges + 1] = bestA .. "-" .. bestB
    end
    return total, edges
end

路网接线。示例代码如下:

lua
local nodes = { "比奇", "沃玛森林", "白日门" }
local dist = {
    [1] = { [2] = 30, [3] = 90 },
    [2] = { [3] = 40 }
}
dist[2][1], dist[3][1], dist[3][2] = 30, 90, 40
local total, edges = prim(nodes, dist)
print(total, table.concat(edges, ","))

三地连通取比奇-沃玛森林 30 加沃玛森林-白日门 40,总长 70——比奇直通白日门的 90 被淘汰,接力更省。

性能对比

枚举连通方案在 10 据点已是 1 亿种,绝不可行;Prim 的 O(n²) 在 100 据点上约 1 万次比较,毫秒级完成。dist 邻接表占 n² 规模:100 据点约 1 万个数值约 80KB——稠密图下内存与时间都在可控区间。

适用边界

三个不适用场景:一是边有方向与容量(有向输电网),Prim 的无向假设不成立;二是要"两 点间最短路径"而非"整体最低成本连通",那是 Dijkstra 的领域;三是据点动态增减频繁,每次整树重算成本高,需增量维护。

作者履历与出处

本文由 996 技术组基于 996 引擎官方知识库与浮生梦老师课程体系整理。团队长期从事传奇类引擎 Lua 后端逻辑、客户端界面与商业版本交付,内容以官方知识库与真实项目为出处,按版本持续修订。

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