算法 - 图(Graph)- 遍历


  • 图的遍历
    从图中某一顶点出发访问图中其余顶点,且每一个顶点仅被访问一次
  • 图有2种常见的遍历方式(有向图、无向图都适用)
  1. 广度优先搜索(Breadth First Search,BFS),又称为宽度优先搜索、横向优先搜索
  2. 深度优先搜索(Depth First Search,DFS)
  • 发明"深度优先搜索"算法的2位科学家在1986年共同获得计算机领域的最高奖:图灵奖

广度优先搜索(Breadth First Search)

  • 之前所学的二叉树层序遍历就是一种广度优先搜索
    在这里插入图片描述
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广度优先搜索 - 思路

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广度优先搜索 - 实现

private void bfs(Vertex<V, E> beginVertex) {
    Set<Vertex<V, E>> visitedVertices = new HashSet<>();
    Queue<Vertex<V, E>> queue = new LinkedList<>();
    queue.offer(beginVertex);
    visitedVertices.add(beginVertex);
    while (!queue.isEmpty()) {
        Vertex<V, E> vertex = queue.poll();
        System.out.printIn(vertex.value);
        for (Edge<V, E> edge : vertex.outEdges) {
            if (visiedVertices.contains(edge.to)) continue;
            queue.offer(edge.to);
            visitedVertices.add(edge.to);
        }
    }
}

深度优先搜索(Depth First Search)

  • 之前所学的二叉树前序遍历就是一种深度优先搜索
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深度优先搜索 - 递归实现

private void dfs(Vertex<V, E> vertex, Set<Vertex<V, E>> visitedVertices) {
    System.out.printIn(vertex.value);
    visitedVertices.add(vertex);
    for (Edge<V, E> edge : Vertex.outEdges) {
        if (visitedVertices.contains(edge.to)) continue;
        dfs(edge.to, visitedVertices);
    }
}

深度优先搜索 - 非递归思路

在这里插入图片描述

深度优先搜索 - 非递归实现

private void dfs(Vertex<V, E> beginVertex) {
    Set<Vertex<V, E>> visitedVertices = new HashSet<>();
    Stack<Vertex<V, E>> stack = new Stack<>();
    stack.push(beginVertex);
    System.out.printIn(beginVertex.value);
    while (!statck.isEmpty) {
        Vertex<V, E> vertex = stack.pop();
        for (Edge<V, E> edge : vertex.outEdges) {
            if (visitedVertices.contains(edge.to)) continue;
           stack.push(edge.from);
           stack.push(edge.to);
           visitedVertices.add(edge.to);
           System.out.printIn(edge.to.value);
           break;
       }
   }    
}
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