图的遍历(搜索)算法(深度优先算法DFS和广度优先算法BFS)

简介:
图的遍历的定义:
从图的某个顶点出发访问遍图中所有顶点,且每个顶点仅被访问一次。(连通图与非连通图)

深度优先遍历(DFS);

1、访问指定的起始顶点;

2、若当前访问的顶点的邻接顶点有未被访问的,则任选一个访问之;反之,退回到最近访问过的顶点;直到与起始顶点相通的全部顶点都访问完毕;

3、若此时图中尚有顶点未被访问,则再选其中一个顶点作为起始顶点并访问之,转 2; 反之,遍历结束。

 连通图的深度优先遍历类似于树的先根遍历

如何判别V的邻接点是否被访问?

解决办法:为每个顶点设立一个“访问标志”。首先将图中每个顶点的访问标志设为 FALSE,  之后搜索图中每个顶点,如果未被访问,则以该顶点为起始点,进行深度

优先遍历,否则继续检查下一顶点。

 
访问指定的起始顶点;若当前访问的顶点的邻接顶点有未被访问的,则任选一个访问之;
反之,退回到最近访问过的顶点;直到与起始顶点相通的全部顶点都访问完毕;
 
回退到1,发现了新的没有被访问的结点
继续回退,回退到0
再也找不到新的结点了,那么回退,回退到起始顶点,结束搜索

顶点的访问序列为:    v0 , v1 , v4 , v5 , v6 , v2 , v3(不唯一)

实现过程:依靠栈,一维数组和图的邻接矩阵存储方式

图的邻接矩阵存储方式
 
使用一个一维数组存储所有的顶点,对应的下标的元素为1(代表已经被访问),0(代表没有被访问)
 
先访问 v1,0进栈,0处置为1
 
继续访问 v2,1进栈,1处置为1
 
继续访问v4(依据邻接矩阵),3入栈,3处置为1
 
继续访问 v8,7入栈,7处置为1
 
继续访问 v5,4入栈,4处置为1
 
继续访问,发现没有还没访问的结点了,那么好,退栈(也就是回退)开始,回退到 v1处,也就是0的时候,发现了没有被访问的结点,那么继续访问之

继续访问 v3,2进栈,2处置为1,继续访问v6,5进栈,5处置为1,继续访问v7,6进栈,6处置为1
 
发现没有还没被访问的结点了,那么好,继续回退(也就是退栈的过程)
 
 
一直到栈空,说明深度优先搜索完毕。结束程序。

遍历图的过程实质上是对每个顶点查找其邻接点的过程,所耗费的时间取决于所采用的存储结构。
对图中的每个顶点至多调用1次DFS算法,因为一旦某个顶点已访问过,则不再从它出发进行搜索。

邻接链表表示:查找每个顶点的邻接点所需时间为O(e),e为边(弧)数,算法时间复杂度为O(n+e)

数组表示:查找每个顶点的邻接点所需时间为O(n2),n为顶点数,算法时间复杂度为O(n2)

代码如下

复制代码
//访问标志数组
int visited[MAX] = {0};

//用邻接表方式实现深度优先搜索(递归方式)
//v 传入的是第一个需要访问的顶点
void DFS(MGraph G, int v)
{
    //图的顶点的搜索指针
    ArcNode *p;
    //置已访问标记
    visited[v] = 1;
    //输出被访问顶点的编号
    printf("%d  ", v);
    //p指向顶点v的第一条弧的弧头结点
    p = G.vertices[v].firstarc;
    while (p != NULL)
    {
        //若p->adjvex顶点未访问,递归访问它
        if (visited[p->adjvex] == 0)
        {
            DFS(G, p->adjvex);
        }
        //p指向顶点v的下一条弧的弧头结点
        p = p->nextarc;
    }
}
复制代码

广度优先搜索(BFS)

方法:从图的某一结点出发,首先依次访问该结点的所有邻接顶点 Vi1, Vi2, …, Vin 再按这些顶点被访问的先后次序依次访问与它们相邻接的所有未被访问的顶点,重复此过程,直至所有顶点均被访问为止。

顶点的访问次序

实现过程:依靠队列和一维数组来实现

复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include<queue>
 3 using namespace std;
 4 
 5 const int MAX = 10;
 6 //辅助队列的初始化,置空的辅助队列Q,类似二叉树的层序遍历过程
 7 queue<int> q;
 8 //访问标记数组
 9 bool visited[MAX];
10 //图的广度优先搜索算法
11 void BFSTraverse(Graph G, void (*visit)(int v))
12 {
13     int v = 0;
14     //初始化访问标记的数组
15     for (v = 0; v < G.vexnum; v++)
16     {
17         visited[v] = false;
18     }
19     //依次遍历整个图的结点
20     for (v = 0; v < G.vexnum; v++)
21     {
22         //如果v尚未访问,则访问 v
23         if  (!visited[v])
24         {
25             //把 v 顶点对应的数组下标处的元素置为真,代表已经访问了
26             visited[v] = true;
27             //然后v入队列,利用了队列的先进先出的性质
28             q.push(v);
29             //访问 v,打印处理
30             cout << q.back() << " ";
31             //队不为空时
32             while (!q.empty())
33             {
34                 //队头元素出队,并把这个出队的元素置为 u,类似层序遍历
35                 Graph *u = q.front();
36                 q.pop();
37                 //w为u的邻接顶点
38                 for (int w = FirstAdjVex(G, u); w >= 0; w = NextAdjVex(G,u,w))
39                 {
40                     //w为u的尚未访问的邻接顶点
41                     if (!visited[w])
42                     {
43                         visited[w] = true;
44                         //然后 w 入队列,利用了队列的先进先出的性质
45                         q.push(w);
46                         //访问 w,打印处理
47                         cout << q.back() << " ";
48                     }//end of if
49                 }//end of for
50             }//end of while
51         }//end of if
52     }// end of for
53 }
复制代码

 

辛苦的劳动,转载请注明出处,谢谢……
http://www.cnblogs.com/kubixuesheng/p/4399705.html
相关文章
|
1月前
|
算法
分享一些提高二叉树遍历算法效率的代码示例
这只是简单的示例代码,实际应用中可能还需要根据具体需求进行更多的优化和处理。你可以根据自己的需求对代码进行修改和扩展。
|
1月前
|
存储 缓存 算法
如何提高二叉树遍历算法的效率?
选择合适的遍历算法,如按层次遍历树时使用广度优先搜索(BFS),中序遍历二叉搜索树以获得有序序列。优化数据结构,如使用线索二叉树减少空指针判断,自定义节点类增加辅助信息。利用递归与非递归的特点,避免栈溢出问题。多线程并行遍历提高速度,注意线程安全。缓存中间结果,避免重复计算。预先计算并存储信息,提高遍历效率。综合运用这些方法,提高二叉树遍历算法的效率。
60 5
|
1月前
|
算法
树的遍历算法有哪些?
不同的遍历算法适用于不同的应用场景。深度优先搜索常用于搜索、路径查找等问题;广度优先搜索则在图的最短路径、层次相关的问题中较为常用;而二叉搜索树的遍历在数据排序、查找等方面有重要应用。
39 2
|
1月前
|
机器学习/深度学习 JSON 算法
二叉树遍历算法的应用场景有哪些?
【10月更文挑战第29天】二叉树遍历算法作为一种基础而重要的算法,在许多领域都有着不可或缺的应用,它为解决各种复杂的问题提供了有效的手段和思路。随着计算机科学的不断发展,二叉树遍历算法也在不断地被优化和扩展,以适应新的应用场景和需求。
47 0
|
1月前
|
算法 搜索推荐 数据库
二分搜索:高效的查找算法
【10月更文挑战第29天】通过对二分搜索的深入研究和应用,我们可以不断挖掘其潜力,为各种复杂问题提供高效的解决方案。相信在未来的科技发展中,二分搜索将继续发挥着重要的作用,为我们的生活和工作带来更多的便利和创新。
51 1
|
2月前
|
算法 决策智能
基于禁忌搜索算法的VRP问题求解matlab仿真,带GUI界面,可设置参数
该程序基于禁忌搜索算法求解车辆路径问题(VRP),使用MATLAB2022a版本实现,并带有GUI界面。用户可通过界面设置参数并查看结果。禁忌搜索算法通过迭代改进当前解,并利用记忆机制避免陷入局部最优。程序包含初始化、定义邻域结构、设置禁忌列表等步骤,最终输出最优路径和相关数据图表。
|
2月前
|
存储 算法
数据结构与算法学习十六:树的知识、二叉树、二叉树的遍历(前序、中序、后序、层次)、二叉树的查找(前序、中序、后序、层次)、二叉树的删除
这篇文章主要介绍了树和二叉树的基础知识,包括树的存储方式、二叉树的定义、遍历方法(前序、中序、后序、层次遍历),以及二叉树的查找和删除操作。
34 0
|
2月前
|
机器学习/深度学习 存储 算法
数据结构与算法——BFS(广度优先搜索)
数据结构与算法——BFS(广度优先搜索)
|
2月前
|
存储 算法 C++
【搜索算法】 跳马问题(C/C++)
【搜索算法】 跳马问题(C/C++)
|
2月前
|
人工智能 算法 Java
【搜索算法】数字游戏(C/C++)
【搜索算法】数字游戏(C/C++)

热门文章

最新文章