Python 数据结构和算法:解释深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)。

简介: Python 数据结构和算法:解释深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)。

深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)是两种常用的图遍历算法,它们可以应用于解决许多与图相关的问题。这两种算法也可以用于树这种特殊形式的图。

深度优先搜索 (DFS):

  1. 基本思想: 从起始节点开始,尽可能深地访问图的节点,直到达到最深处,然后回溯到上一个节点,再继续探索未访问的分支。

  2. 实现方式: 使用递归或栈来实现。递归是一种天然的深度优先搜索方法,而使用栈也可以手动模拟递归过程。

  3. 适用场景: 适合解决一些需要完整路径的问题,比如寻找路径、拓扑排序等。

  4. Python 代码示例:

     def dfs(graph, node, visited):
         if node not in visited:
             print(node, end=" ")
             visited.add(node)
             for neighbor in graph[node]:
                 dfs(graph, neighbor, visited)
    
     # 示例调用
     graph = {
         
         'A': ['B', 'C'],
         'B': ['D', 'E'],
         'C': ['F'],
         'D': [],
         'E': ['F'],
         'F': []
     }
     visited = set()
     dfs(graph, 'A', visited)
    

广度优先搜索 (BFS):

  1. 基本思想: 从起始节点开始,逐层访问图的节点,先访问当前层的所有节点,再逐层向下遍历。

  2. 实现方式: 使用队列来实现。从起始节点开始,将其放入队列,然后依次取出队列中的节点,并将其未访问的邻居节点放入队列。

  3. 适用场景: 适合解决一些需要最短路径或层级遍历的问题,比如最短路径、最小生成树等。

  4. Python 代码示例:

     from collections import deque
    
     def bfs(graph, start):
         visited = set()
         queue = deque([start])
         visited.add(start)
    
         while queue:
             node = queue.popleft()
             print(node, end=" ")
    
             for neighbor in graph[node]:
                 if neighbor not in visited:
                     queue.append(neighbor)
                     visited.add(neighbor)
    
     # 示例调用
     graph = {
         
         'A': ['B', 'C'],
         'B': ['D', 'E'],
         'C': ['F'],
         'D': [],
         'E': ['F'],
         'F': []
     }
     bfs(graph, 'A')
    

总体而言,DFS 和 BFS 都是图遍历的重要方法,选择使用哪种算法取决于具体问题的要求。DFS 更适用于路径问题,而BFS 更适用于最短路径问题。

相关文章
|
27天前
|
存储 监控 算法
企业数据泄露风险防控视域下 Python 布隆过滤器算法的应用研究 —— 怎样防止员工私下接单,监控为例
本文探讨了布隆过滤器在企业员工行为监控中的应用。布隆过滤器是一种高效概率数据结构,具有空间复杂度低、查询速度快的特点,适用于大规模数据过滤场景。文章分析了其在网络访问监控和通讯内容筛查中的实践价值,并通过Python实现示例展示其技术优势。同时,文中指出布隆过滤器存在误判风险,需在准确性和资源消耗间权衡。最后强调构建多维度监控体系的重要性,结合技术与管理手段保障企业运营安全。
49 10
|
1月前
|
算法 Python
Apriori算法的Python实例演示
经过运行,你会看到一些集合出现,每个集合的支持度也会给出。这些集合就是你想要的,经常一起被购买的商品组合。不要忘记,`min_support`参数将决定频繁项集的数量和大小,你可以根据自己的需要进行更改。
94 18
|
1月前
|
存储 机器学习/深度学习 算法
论上网限制软件中 Python 动态衰减权重算法于行为管控领域的创新性应用
在网络安全与行为管理的学术语境中,上网限制软件面临着精准识别并管控用户不合规网络请求的复杂任务。传统的基于静态规则库或固定阈值的策略,在实践中暴露出较高的误判率与较差的动态适应性。本研究引入一种基于 “动态衰减权重算法” 的优化策略,融合时间序列分析与权重衰减机制,旨在显著提升上网限制软件的实时决策效能。
45 2
|
2月前
|
算法 数据可视化 Python
Python中利用遗传算法探索迷宫出路
本文探讨了如何利用Python和遗传算法解决迷宫问题。迷宫建模通过二维数组实现,0表示通路,1为墙壁,'S'和'E'分别代表起点与终点。遗传算法的核心包括个体编码(路径方向序列)、适应度函数(评估路径有效性)、选择、交叉和变异操作。通过迭代优化,算法逐步生成更优路径,最终找到从起点到终点的最佳解决方案。文末还展示了结果可视化方法及遗传算法的应用前景。
|
2月前
|
存储 监控 算法
基于 Python 哈希表算法的局域网网络监控工具:实现高效数据管理的核心技术
在当下数字化办公的环境中,局域网网络监控工具已成为保障企业网络安全、确保其高效运行的核心手段。此类工具通过对网络数据的收集、分析与管理,赋予企业实时洞察网络活动的能力。而在其运行机制背后,数据结构与算法发挥着关键作用。本文聚焦于 PHP 语言中的哈希表算法,深入探究其在局域网网络监控工具中的应用方式及所具备的优势。
87 7
|
2月前
|
存储 监控 算法
员工电脑监控场景下 Python 红黑树算法的深度解析
在当代企业管理范式中,员工电脑监控业已成为一种广泛采用的策略性手段,其核心目标在于维护企业信息安全、提升工作效能并确保合规性。借助对员工电脑操作的实时监测机制,企业能够敏锐洞察潜在风险,诸如数据泄露、恶意软件侵袭等威胁。而员工电脑监控系统的高效运作,高度依赖于底层的数据结构与算法架构。本文旨在深入探究红黑树(Red - Black Tree)这一数据结构在员工电脑监控领域的应用,并通过 Python 代码实例详尽阐释其实现机制。
76 7
|
2月前
|
运维 监控 算法
基于 Python 迪杰斯特拉算法的局域网计算机监控技术探究
信息技术高速演进的当下,局域网计算机监控对于保障企业网络安全、优化资源配置以及提升整体运行效能具有关键意义。通过实时监测网络状态、追踪计算机活动,企业得以及时察觉潜在风险并采取相应举措。在这一复杂的监控体系背后,数据结构与算法发挥着不可或缺的作用。本文将聚焦于迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,深入探究其在局域网计算机监控中的应用,并借助 Python 代码示例予以详细阐释。
79 6
|
17天前
|
编译器 C语言 C++
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
这段内容主要分析了一段C语言代码在VS2022中形成死循环的原因,涉及栈区内存布局和数组越界问题。代码中`arr[15]`越界访问,修改了变量`i`的值,导致`for`循环条件始终为真,形成死循环。原因是VS2022栈区从低地址到高地址分配内存,`arr`数组与`i`相邻,`arr[15]`恰好覆盖`i`的地址。而在VS2019中,栈区先分配高地址再分配低地址,因此相同代码表现不同。这说明编译器对栈区内存分配顺序的实现差异会导致程序行为不一致,需避免数组越界以确保代码健壮性。
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
|
7月前
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
176 58
|
16天前
232.用栈实现队列,225. 用队列实现栈
在232题中,通过两个栈(`stIn`和`stOut`)模拟队列的先入先出(FIFO)行为。`push`操作将元素压入`stIn`,`pop`和`peek`操作则通过将`stIn`的元素转移到`stOut`来实现队列的顺序访问。 225题则是利用单个队列(`que`)模拟栈的后入先出(LIFO)特性。通过多次调整队列头部元素的位置,确保弹出顺序符合栈的要求。`top`操作直接返回队列尾部元素,`empty`判断队列是否为空。 两题均仅使用基础数据结构操作,展示了栈与队列之间的转换逻辑。

推荐镜像

更多