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(原创)不过如此的 DFS 深度优先遍历

(原创)不过如此的 DFS 深度优先遍历

作者: 是闫先森 | 来源:发表于2019-02-07 17:09 被阅读0次

    DFS 深度优先遍历 


    DFS算法用于遍历图结构,旨在遍历每一个结点,顾名思义,这种方法把遍历的重点放在深度上,什么意思呢?就是在访问过的结点做标记的前提下,一条路走到天黑,我们都知道当每一个结点都有很多分支,那么我们的小人就沿着每一个结点走,定一个标准,比如优先走右手边的路,然后在到达下一个结点前先敲敲门,当一个结点的所有门都被敲了个遍都标记过,那么就走回头路,再重复敲门,直到返回起点,这样的方式我们叫做 DFS 深度优先遍历,本文以图结构讲解,例子取自《大话数据结构》。

    如我刚才所讲,从A点出发,将路径画出来就是以下效果。

    实线是走过的路程,虚线就是我们的小人敲门然后发现标记过的一个过程,大家可以寄几模拟一哈。一句话总结就是:

    从图中某个顶点 v 出发,访问此顶点,然后从 v 的未被访问的邻接点出发 深度优先遍历图结构,直至图中所有和 v 有路径相通的顶点都被访问到。


    结构定义代码:

    typedefchar VertexType;

    typedef int EdgeType;#defineMAXVEX 10#defineINFINITY 65535typedef int boolean;

    boolean visited[MAXVEX];

    typedef struct{

        VertexType vexs[MAXVEX];

        EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];

        intnumVertexes,numEdges;}MGraph;

    邻接矩阵创建:


    voidCreateMGraph(MGraph *G)

    {

        int i,j,k;

        printf("请输入顶点数和边数(空格隔开)\n");

        scanf("%d %d",&G->numVertexes,&G->numEdges);

        printf("请依次输入每个顶点的内容:\n");

        for(i =0;i < G->numVertexes;i++)

        {

            scanf("%c",&G->vexs[i]);

        }

        for(i =0;i < G->numVertexes;i++)

        {

            for(j =0;j < G->numVertexes;j++)

            {

                G->arc[i][j] = INFINITY;

            }

        }

        for(k =0;k < G->numEdges;k++)

        {

            printf("输入边(vi,vj)上的下标i,下标j:\n");

            scanf("%d %d",&i,&j);

            G->arc[i][j] =1;

            G->arc[j][i] = G->arc[i][j];

        }

    }

    DFS算法


    voidDFS(MGraph G,int i) //深度优先递归算法

    {

        int j;

        visited[i] =1;

        printf("%c",G.vexs[i]);

        for(j =0;j < G.numVertexes;j++)

        {

            if(G.arc[i][j] ==1&& !visited[j])

                DFS(G,j);

        }

    }void DFStraverse(MGraph G)  //深度遍历

    {

        int i;

        for(i =0;i < G.numVertexes;i++)

        visited[i] =0;

        for(i =0;i < G.numVertexes;i++)

        {

            if(!visited[i])

                DFS(G,i);

        }

    }

    这种方法比较好理解在于使用循环进入函数再递归,可以保证以邻接矩阵为储存单位的每一个格子都被遍历到,且做好标注,那么用邻接矩阵的DFS算法时间复杂度可以想见是 O(n²)

    我们来看下一种实现方式,这次我们使用的是邻接单链表

    结构定义:


    typedefint boolean;

    boolean visited[MAXVEX];

    typedef char VertexType;

    typedef int EdgeType;#defineMAXVEX 10#defineINFINITY 65535typedef struct EdgeNode //边表结构点

    {

        int adjvex;

        structEdgeNode *next;

    }EdgeNode;

    typedef struct VertexNode //顶点表结构点

    {

        VertexType data;

        EdgeNode *firstedge;

    }VertexNode,AdjList[MAXVEX];

    typedef struct //总表结构

    {

        AdjList adjList;

        int numVertexes,numEdges;

    }GraphAdjList;

    比邻接矩阵复杂一点,但是其结构只有三种,总表、定点表和边表

    创建:


    voidCreateALGraph(GraphAdjList *G)

    {

        int i,j,k;

        EdgeNode *e;

        printf("请输入顶点数和边数(空格隔开)\n");

        scanf("%d %d",&G->numVertexes,&G->numEdges);

        for(i =0;i < G->numVertexes;i++)

        {

            scanf("%c",&G->adjList[i].data);

            G->adjList[i].firstedge = NULL;

        }

        for(k =0;k < G->numVertexes;k++)

        {

            printf("输入边(vi,vj)上的下标i,下标j:\n");

            scanf("%d %d",&i,&j);

            e = (EdgeNode*)malloc(sizeof(EdgeNode));

            e->adjvex=i;

            e->next = adjList[j].firstedge;

            adjList[j].firstedge = e;

            e = (EdgeNode*)malloc(sizeof(EdgeNode));

            e->adjvex=j;

            e->next = adjList[i].firstedge;

            adjList[i].firstedge = e;

        }

    }

    DFS算法实现:


    voidDFS(GraphAdjList GL,int i)

    {

        EdgeNode *p;

        visited[i] =1;

        printf("%c",GL->adjList[i].data);

        while(p)

        {

            if(!visited[p->adjvex])

                DFS(GL,p->adjvex);

            p = p->next;

        }

    }void DFStraverse(GraphAdjList GL)

    {

        int i;

        for(i =0;i < GL->numVertexes;i++)

        visited[i] =0;

        for(i =0;i < GL->numVertexes;i++)

        {

            if(!visited[i])

                DFS(GL,i);

        }

    }

    利用邻接表的方式能够实现相同效果的遍历,同时这种方法的算法时间复杂度为 O(n+e)

    显然对于点多边少的稀疏图来说,邻接表结构使得算法在时间效率上大大提高。

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