在编程生活中,我们总会遇见树性结构,这几天刚好需要对树形结构操作,就记录下自己的操作方式以及过程。现在假设有一颗这样树,(是不是二叉树都没关系,原理都是一样的)
1.广度优先遍历
英文缩写为BFS
即Breadth FirstSearch
。其过程检验来说是对每一层节点依次访问,访问完一层进入下一层,而且每个节点只能访问一次。对于上面的例子来说,广度优先遍历的 结果是:A,B,C,D,E,F,G,H,I
(假设每层节点从左到右访问)。
先往队列中插入左节点,再插右节点,这样出队就是先左节点后右节点了。
广度优先遍历树,需要用到队列(Queue)
来存储节点对象,队列的特点就是先进先出。例如,上面这颗树的访问如下:
首先将A
节点插入队列中,队列中有元素(A)
;
将A
节点弹出,同时将A
节点的左、右节点依次插入队列,B
在队首,C
在队尾,(B,C)
,此时得到A
节点;
继续弹出队首元素,即弹出B
,并将B
的左、右节点插入队列,C
在队首,E
在队尾(C,D,E)
,此时得到B
节点;
继续弹出,即弹出C
,并将C
节点的左、中、右节点依次插入队列,(D,E,F,G,H)
,此时得到C
节点;
将D
弹出,此时D
没有子节点,队列中元素为(E,F,G,H)
,得到D
节点;
以此类推。
//广度优先搜索伪代码
bool visited[MaxVertexNum]; //访问标记数组
void BFSTraverse(Graph G){
//对图进行广度优先搜索遍历,设访问函数为visit()
for(i=0;i<G.vexnum;i++){
visited[i] = FALSE; //访问标记数组初始化
InitQueue(Q); //初始化辅助队列Q
for(i=0;i<G.vexnum;++i) //从0号顶点开始遍历
if(!visited[i]) //对每个连通分量调用一次BFS
BFS(G,i); //Vi未访问过,从Vi开始BFS
}
}
void BFS(Graph G,int v){
//从顶点v出发,广度优先遍历图G,算法借助一个辅助队列Q
visit(v); //访问初始顶点v
visited[v]=TRUE; //对v作已访问标记
Enqueue(Q,v); //顶点v入队列
while(!isEmpty(Q)){
DeQueue(Q,v); //顶点v出队列
for(w=FirstNeighbor(G,v);w>=0;w=NextNeighbor(G,v,w)){
//检测v的所有临接点
if(!visited[w]){ //w为v的尚未访问的邻接点
visit(w); //访问w
visited[w]=TRUE; //对w做已访问标记
EnQueue(Q,w); //w入队
}
}
}
}
2、深度优先遍历
英文缩写为DFS
即Depth First Search
.其过程简要来说是对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止,而且每个节点只能访问一次。对于上面的例子来说深度优先遍历的结果就是:A,B,D,E,I,C,F,G,H
.(假设先走子节点的的左侧)。
深度优先遍历各个节点,需要使用到栈(Stack)
这种数据结构。stack
的特点是是先进后出。整个遍历过程如下:
先往栈中压入右节点,再压左节点,这样出栈就是先左节点后右节点了。
首先将A
节点压入栈中,stack(A)
;
将A
节点弹出,同时将A
的子节点C
,B
压入栈中,此时B
在栈的顶部,stack(B,C)
;
将B
节点弹出,同时将B
的子节点E
,D
压入栈中,此时D在栈的顶部,stack(D,E,C)
;
将D
节点弹出,没有子节点压入,此时E在栈的顶部,stack(E,C)
;
将E
节点弹出,同时将E
的子节点I
压入,stack(I,C)
;
依次往下,最终遍历完成。
//深度优先搜索递归实现
bool visited[Max_Vertex_Num]; //访问标记数组
void DFSTraverse(Graph G){
//对图G进行深度优先遍历,访问函数为visit()
for(v=0;v<G.vexnum;++v)
visited[v] = FALSE; //初始化已访问标记数据
for(v=0;v<G.vexnum;++v) //从v=0开始遍历
if(!visited[v])
DFS(G,V);
}
void DFS(Graph G,int v){
//从顶点v出发,采用递归,深度优先遍历图G
visit(v); //访问顶点v
visited[v]=TRUE; //设置访问标记
for(w=FirstNeighbor(G,v);w>=0;w=NextNeighbor(G,v))
if(!visited[w]){ //w为尚未访问的邻接顶点
DFS(G,w);
}
}