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图的遍历1.广度优先遍历(BFS)2.深度优先遍历(DFS)

图的遍历1.广度优先遍历(BFS)2.深度优先遍历(DFS)

作者: 程序花生 | 来源:发表于2021-08-24 17:12 被阅读0次

    1.广度优先遍历(BFS)

    基本思想:首先从图的某个顶点0出发,访问0之后,依次访问与0相邻接的未被访问的顶点,然后从这些顶点出发继续访问与之相邻接的未被访问的顶点,以此类推,直到所有顶点都被访问完。

    广度优先遍历(BFS)代码

    bool visited[Max_Vex];             //访问标记数组 
    void BFSTraverse(Graph G){
        for(i=0;i<G.vexnum;++i)
        visited[i]=false;        //初始化标记数组
        InitQueue(Q); 
        for(v=0;v<G.vexnum;++v)
        if(!visited[v])             //如果v未被访问,那么从v起,开始做广度优先遍历
        BFS(G,v);
    }
    void BFS(Graph G,int v){
        visit(v); visited[v]=true; Enqueue(Q,v); //访问结点并将结点入队
        while(!isEmpty(Q)){ 
            DeQueue(Q,v); for(w=FirstNeighbor(G,v);w>=0;w=NextNeighbor(G,v,w))
            if(!visited[w]){
                visit(w); visited[w]=true; EnQueue(Q,w)
            }
        }
    }
    

    性能分析

    • 当图采用邻接表存储时,每个顶点均需搜索一次(或入队一次),此操作对应时间复杂度为O(|V|),在搜索到某一顶点时需要访问每一条与 此邻接的边,此操作需遍历邻接表中所有边表结点,故时间复杂度为 O(|E|),故此时总的时间复杂度为O(|V|+|E|)
    • 当图采用邻接矩阵存储时,查找每个顶点的邻接点需遍历一行,此操 作对应时间复杂度为O(|V|),而所有顶点都需要执行一次查找,故总的 时间复杂度为O( ||^2)
    • 空间方面需要引入队列,最坏时所有顶点均入队,空间复杂度为O(|V|)

    广度优先生成树

    在广度优先遍历过程中,我们可以得到一颗遍历树,称为广度优先生成树

    注意:

    • 若图是非连通的,则会产生广度优先生成森林
    • 图的邻接矩阵表示是唯一的,故广度优先生成树也唯一

    2.深度优先遍历(DFS)

    基本思想:首先从图的某个顶点0出发,访问0之后,访问与0相邻接 的未被访问的顶点1,然后从1顶点出发继续访问与之相邻接的未被访问 的顶点2,以此类推,若不能再继续向下访问时,依次回退最近一次访问 的顶点,每次回退查看当前顶点还有没有未被访问的邻接顶点,若有就访 问,直到所有顶点都被访问完。

    bool visited[Max_Vex];             //访问标记数组 
    void DFSTraverse(Graph G){
        for(i=0;i<G.vexnum;++i)
        visited[i]=false;        //初始化标记数组
        for(v=0;v<G.vexnum;++v)
        if(!visited[v])             //如果v未被访问,那么从v起,开始做深度优先遍历
        DFS(G,v);
    }
    void DFS(Graph G,int v){
        visit(v); visited[v]=true;   //访问结点并更改标记
        for(w=FirstNeighbor(G,v);w>=0;w=NextNeighbor(G,v,w))
        if(!visited[w]){ 
            DFS(G,w);
        }
    }
    

    性能分析

    • 当图采用邻接表存储时,每个顶点均需搜索一次(或入栈一次),此操作对应时间复杂度为O(|V|),在搜索到某一顶点时需要访问每一条与 此邻接的边,此操作需遍历邻接表中所有边表结点,故时间复杂度为 O(|E|),故此时总的时间复杂度为O(|V|+|E|)
    • 当图采用邻接矩阵存储时,查找每个顶点的邻接点需遍历一行,此操 作对应时间复杂度为O(|V|),而所有顶点都需要执行一次查找,故总的 时间复杂度为O( ||^2)
    • 空间方面需要引入递归工作栈,最坏时所有顶点均入栈,空间复杂度为O(|V|)

    深度优先生成树

    在深度优先遍历过程中,我们可以得到一颗遍历树,称为深度优先生成树

    注意:

    • 若图是非连通的,则会产生深度优先生成森林
    • 图的邻接矩阵表示是唯一的,故深度优先生成树也唯一

    作者:有出路
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    来源:掘金

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