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這篇文章主要介紹“Java深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷怎么理解”,在日常操作中,相信很多人在Java深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷怎么理解問題上存在疑惑,小編查閱了各式資料,整理出簡單好用的操作方法,希望對大家解答”Java深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷怎么理解”的疑惑有所幫助!接下來,請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧!
圖是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其中結(jié)點可以具有零個或多個相鄰元素。兩個結(jié)點之間的連接稱為邊。 結(jié)點也可以稱為頂點。
頂點(vertex)
邊(edge)
路徑
無向圖
有向圖
帶權(quán)圖
圖的表示方式有兩種:二維數(shù)組表示(鄰接矩陣);鏈表表示(鄰接表)。
鄰接矩陣是表示圖形中頂點之間相鄰關(guān)系的矩陣,對于n個頂點的圖而言,矩陣是的row和col表示的是1....n個點。
鄰接矩陣需要為每個頂點都分配n個邊的空間,其實有很多邊都是不存在,會造成空間的一定損失
鄰接表的實現(xiàn)只關(guān)心存在的邊,不關(guān)心不存在的邊。因此沒有空間浪費,鄰接表由數(shù)組+鏈表組成
package com.guizimo; import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.LinkedList; public class Graph { private ArrayList<String> vertexList; private int[][] edges; private int numOfEdges; private boolean[] isVisited; public static void main(String[] args) { int n = 8; String Vertexs[] = {"1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8"}; Graph graph = new Graph(n); for(String vertex: Vertexs) { graph.insertVertex(vertex); } //插入圖的節(jié)點 graph.insertEdge(0, 1, 1); graph.insertEdge(0, 2, 1); graph.insertEdge(1, 3, 1); graph.insertEdge(1, 4, 1); graph.insertEdge(3, 7, 1); graph.insertEdge(4, 7, 1); graph.insertEdge(2, 5, 1); graph.insertEdge(2, 6, 1); graph.insertEdge(5, 6, 1); //遍歷圖 graph.showGraph(); System.out.println("廣度優(yōu)先遍歷 graph.dfs(); System.out.println("深度優(yōu)先遍歷 graph.bfs(); } public Graph(int n) { edges = new int[n][n]; vertexList = new ArrayList<String>(n); numOfEdges = 0; } public int getFirstNeighbor(int index) { for(int j = 0; j < vertexList.size(); j++) { if(edges[index][j] > 0) { return j; } } return -1; } public int getNextNeighbor(int v1, int v2) { for(int j = v2 + 1; j < vertexList.size(); j++) { if(edges[v1][j] > 0) { return j; } } return -1; } //深度優(yōu)先遍歷 private void dfs(boolean[] isVisited, int i) { System.out.print(getValueByIndex(i) + "->"); isVisited[i] = true; int w = getFirstNeighbor(i); while(w != -1) { if(!isVisited[w]) { dfs(isVisited, w); } w = getNextNeighbor(i, w); } } public void dfs() { isVisited = new boolean[vertexList.size()]; for(int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) { if(!isVisited[i]) { dfs(isVisited, i); } } } //廣度優(yōu)先遍歷 private void bfs(boolean[] isVisited, int i) { int u ; int w ; LinkedList queue = new LinkedList(); System.out.print(getValueByIndex(i) + "=>"); isVisited[i] = true; queue.addLast(i); while( !queue.isEmpty()) { u = (Integer)queue.removeFirst(); w = getFirstNeighbor(u); while(w != -1) { if(!isVisited[w]) { System.out.print(getValueByIndex(w) + "=>"); isVisited[w] = true; queue.addLast(w); } w = getNextNeighbor(u, w); } } } public void bfs() { isVisited = new boolean[vertexList.size()]; for(int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) { if(!isVisited[i]) { bfs(isVisited, i); } } } public int getNumOfVertex() { return vertexList.size(); } //遍歷 public void showGraph() { for(int[] link : edges) { System.err.println(Arrays.toString(link)); } } public int getNumOfEdges() { return numOfEdges; } public String getValueByIndex(int i) { return vertexList.get(i); } public int getWeight(int v1, int v2) { return edges[v1][v2]; } //添加鄰接矩陣 public void insertVertex(String vertex) { vertexList.add(vertex); } //插入權(quán)值 public void insertEdge(int v1, int v2, int weight) { edges[v1][v2] = weight; edges[v2][v1] = weight; numOfEdges++; } }
深度優(yōu)先遍歷,從初始訪問結(jié)點出發(fā),初始訪問結(jié)點可能有多個鄰接結(jié)點,深度優(yōu)先遍歷的策略就是首先訪問第一個鄰接結(jié)點,然后再以這個被訪問的鄰接結(jié)點作為初始結(jié)點,訪問它的第一個鄰接結(jié)點, 可以這樣理解:每次都在訪問完當(dāng)前結(jié)點后首先訪問當(dāng)前結(jié)點的第一個鄰接結(jié)點
訪問初始結(jié)點v,并標(biāo)記結(jié)點v為已訪問。
查找結(jié)點v的第一個鄰接結(jié)點w。
若w存在,則繼續(xù)執(zhí)行4,如果w不存在,則回到第1步,將從v的下一個結(jié)點繼續(xù)。
若w未被訪問,對w進行深度優(yōu)先遍歷遞歸(即把w當(dāng)做另一個v,然后進行步驟123)。
查找結(jié)點v的w鄰接結(jié)點的下一個鄰接結(jié)點,轉(zhuǎn)到步驟3
//深度優(yōu)先遍歷 private void dfs(boolean[] isVisited, int i) { System.out.print(getValueByIndex(i) + "->"); isVisited[i] = true; int w = getFirstNeighbor(i); while(w != -1) { if(!isVisited[w]) { dfs(isVisited, w); } w = getNextNeighbor(i, w); } } public void dfs() { isVisited = new boolean[vertexList.size()]; for(int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) { if(!isVisited[i]) { dfs(isVisited, i); } } }
類似于一個分層搜索的過程,廣度優(yōu)先遍歷需要使用一個隊列以保持訪問過的結(jié)點的順序,以便按這個順序來訪問這些結(jié)點的鄰接結(jié)點
訪問初始結(jié)點v并標(biāo)記結(jié)點v為已訪問。
結(jié)點v入隊列
當(dāng)隊列非空時,繼續(xù)執(zhí)行,否則算法結(jié)束。
出隊列,取得隊頭結(jié)點u。
查找結(jié)點u的第一個鄰接結(jié)點w。
若結(jié)點u的鄰接結(jié)點w不存在,則轉(zhuǎn)到步驟3;否則循環(huán)執(zhí)行以下三個步驟:
若結(jié)點w尚未被訪問,則訪問結(jié)點w并標(biāo)記為已訪問。
結(jié)點w入隊列
查找結(jié)點u的繼w鄰接結(jié)點后的下一個鄰接結(jié)點w,轉(zhuǎn)到步驟6
//廣度優(yōu)先遍歷 private void bfs(boolean[] isVisited, int i) { int u ; int w ; LinkedList queue = new LinkedList(); System.out.print(getValueByIndex(i) + "=>"); isVisited[i] = true; queue.addLast(i); while( !queue.isEmpty()) { u = (Integer)queue.removeFirst(); w = getFirstNeighbor(u); while(w != -1) { if(!isVisited[w]) { System.out.print(getValueByIndex(w) + "=>"); isVisited[w] = true; queue.addLast(w); } w = getNextNeighbor(u, w); } } } public void bfs() { isVisited = new boolean[vertexList.size()]; for(int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) { if(!isVisited[i]) { bfs(isVisited, i); } } }
到此,關(guān)于“Java深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷怎么理解”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了,希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí),快去試試吧!若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識,請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站,小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>
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