广度优先搜索(breadth-first search
)和深度优先搜索(depth-first search
)是两种探索图/树中顶点的思路。这两种搜索方式可以用来查找图中某个指定的顶点,也可以用来对图中顶点进行遍历。
广度优先方式
广度优先遍历图的方式为,一次性访问当前顶点的所有未访问状态相邻顶点,并依次对每个相邻顶点执行同样处理。因为要依次对每个相邻顶点执行同样的广度优先访问操作,所以需要借助队列结构来存储当前顶点的相邻顶点。
广度优先遍历图的方式,是以一种类似波纹扩散的方式进行的,不断放大辐射半径,进而覆盖整张图。
实现方式
选择起始顶点放入队列,并标记为已访问;
当队列不为空时,从队列中取出顶点作为目标顶点,将目标顶点的所有相邻且未被访问过的顶点放入队列,并标记为已访问;
重复执行步骤 2。
根据实现方式可知,广度优先遍历的形式为,选择目标顶点后,依次访问目标顶点的所有相邻顶点,再依次对每个相邻顶点,依次访问其相邻顶点,如此重复对顶点执行向外扩散的访问操作,直至图中所有顶点皆被访问,即存储顶点的队列为空,表示已经没有未被访问的顶点加入队列。
示例演示
对于有向图 digraph
,图的顶点集合和边集合如下:
深度优先方式
深度优先遍历图的方式,同样会访问一个顶点的所有相邻顶点,不过深度优先的方式为,首先访问一个相邻顶点,并继续访问该相邻顶点的一个相邻顶点,重复执行直到当前正在被访问的顶点出度为零,或者不存在未访问状态的相邻顶点,则回退到上一个顶点继续按照该深度优先方式访问。因为存在回溯行为,所以需要借助栈结构保存顶点,或者直接利用递归调用产生的方法栈帧来完成回溯。
相对于广度优先访问,深度优先的方式更像是一条路走到黑,走不下去了再回到上个路口选择另外一条路。
实现方式
选择起始顶点入栈,并标记为已访问;
当栈不为空时,选择栈顶元素作为目标顶点,若目标顶点存在未访问状态的相邻顶点,则将该相邻顶点入栈,并标记为已访问;若不存在未访问状态的相邻顶点,则执行出栈操作;
重复执行步骤 2。
示例演示
对于有向图 digraph
,图的顶点集合和边集合如下:
作者:zhipingChen
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