题目来源：参考 GeeksforGeeks 的经典 Kruskal 练习与 LeetCode 1135：最低成本联通所有城市进行课程化改编。本 Lab 使用从
0开始的顶点编号、保证图连通，并采用独立输入输出与测试。
学习目标
前置知识
完成前建议先阅读第 7.2 节 最小生成树。你需要准备支持 C++17 的编译器；可先运行 make doctor 检查环境。
输入格式
第一行包含两个整数 n m，分别表示顶点数和无向边数。顶点编号为 0 到 n-1。
接下来 m 行，每行包含三个整数 u v w，表示一条连接 u 与 v 的无向边，边权为 w。输入保证：
1 <= n <= 100000；n - 1 <= m <= 200000；0 <= u, v < n（允许自环，即u == v）；1 <= w <= 100000；- 图是连通的；可能存在多重边或自环。
输出格式
输出一个整数：最小生成树的边权之和。边权之和可能超过 32 位整数，请使用 64 位整数类型。
样例输入
4 5
0 1 10
0 2 6
0 3 5
1 3 15
2 3 4样例输出
19任务
- 读入全部边，按边权从小到大排序；
- 用并查集维护顶点所属连通分量，避免加入使当前森林成环的边；
- 依次把不构成环的最小边加入生成树，累计边权；
- 当选中
n - 1条边时停止，输出累计的边权和。
正常、边界与错误情况
| 情况 | 预期行为 |
|---|---|
| 一般连通图 | 恰好选中 n - 1 条边，输出最小边权和 |
| 含环图 | 会跳过使当前森林成环的候选边；并列权重时 MST 可能不唯一，但最小总权重一致 |
| 多重边 | 无需预先去重；较轻平行边先处理，较重平行边不会改善最优解 |
| 自环 | 自环不改变连通分量，被并查集直接跳过 |
| 单顶点图 | 没有边可选，输出 0 |
| 输入图本身是树（包括链或星形） | 唯一生成树就是原图，输出全部边权之和 |
| 稠密图 | Kruskal 排序后贪心选择，答案与 Prim 一致 |
运行与评分
在本 Lab 目录执行：
make doctor
make run
make run CASE=001-sample
make score未安装 Make 时，在仓库根目录执行：
pnpm lab:doctor -- labs/chapter-07/exercise/E-07-04-minimum-spanning-tree
pnpm lab:run -- labs/chapter-07/exercise/E-07-04-minimum-spanning-tree
pnpm lab:score -- labs/chapter-07/exercise/E-07-04-minimum-spanning-tree完成清单
复杂度分析
本 Lab 要求使用 Kruskal：边排序需要 O(m log m)；同时使用路径压缩与按秩（或按大小）合并时，并查集操作的均摊复杂度为 O(α(n))。总时间复杂度为 O(m log m)，空间复杂度为 O(n + m)。
作为算法对比，Prim 在邻接矩阵下为 O(n²)，适合顶点数较小的稠密图；在堆优化邻接表下为 O((n + m) log n)，适合稀疏图，但不属于本 Lab 的实现要求。
思考与复盘
- 为什么 Kruskal 只考虑“不构成环”就能得到最小生成树？它对应哪条定理？
查看参考答案
按边权升序处理时，连接两个不同分量的边是当前割上的最小候选边，切分定理保证加入它不会错过某棵 MST；两端已连通的边会成环，可由环性质安全跳过。选满 n-1 条边即得 MST。
- 存在多重边时，为什么可以只保留最小边权而不影响答案？
查看参考答案
同端点的较重平行边可替换为较轻边而不破坏连通性，权值不会增加。因此保留最小平行边足以求总权值；保留全部边也可由 Kruskal 自然筛选。
- 稠密图和稀疏图分别更适合 Prim 还是 Kruskal？依据是什么？
查看参考答案
本 Lab 的 Kruskal 为 O(m log m)；邻接矩阵朴素 Prim 为 O(n²)，稠密图通常更合适；稀疏图中 Kruskal 或堆 Prim 的 O((n+m) log n) 更有优势。
- 本题保证图连通；若扩展到不连通图，最小生成树应如何定义，又该如何报告“不存在生成树”？
查看参考答案
不连通图不存在覆盖全部顶点的生成树；若 Kruskal 结束时选边少于 n-1，应按接口输出“不存在”，或明确输出最小生成森林，不能把森林称为 MST。