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树的广度优先遍历和深度优先遍历
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...
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2019/09

树的广度优先遍历和深度优先遍历

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BFSBreadth 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DFSDepth 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);

A节点弹出,同时将A的子节点CB压入栈中,此时B在栈的顶部,stack(B,C)

B节点弹出,同时将B的子节点ED压入栈中,此时D在栈的顶部,stack(D,E,C)

D节点弹出,没有子节点压入,此时E在栈的顶部,stack(E,C)

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);
    }
}
Last modification:September 14th, 2019 at 10:02 am
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