BFS及DFS的Java實現

2021-09-04 04:33:53 字數 1713 閱讀 8948

bfs(廣度優先遍歷,breadth first search)及dfs(深度優先遍歷,depth first search)是遍歷樹或圖的兩種最常用的方法。本文簡單的講解在面對樹或者圖的問題時,使用bfs及dfs解答題目時的思路及實現。

根據上圖就可以很清晰的理解出bfs的概念,即一層一層的遍歷。在使用bfs解決問題的時候最先想到的方式應該是佇列(queue,fifo)

其主要思想是從起始點開始,將其鄰近的所有頂點都加到乙個佇列(fifo)中去,然後標記下這些頂點離起始頂點的距離為1.最後將起始頂點標記為已訪問,今後就不會再訪問。然後再從佇列中取出最先進隊的頂點a,也取出其周邊鄰近節點,加入佇列末尾,最後離開這個頂點a。依次下去,直到隊列為空為止。從上面描述的過程我們知道每個頂點被訪問的次數最多一次(已訪問的節點不會再訪問)。

**:首先定義二叉樹:

//definition for a binary tree node.

public class treenode

}

使用佇列實現bfs遍歷二叉樹:

//使用queue實現bfs

上圖可以看出dfs是如何工作的,使用dfs解決問題時最先想到的應該是遞迴和棧(stack)dfs是從起始頂點開始,遞迴訪問其所有鄰近節點,比如a節點是其第乙個鄰近節點,而b節點又是a的乙個鄰近節點,則dfs訪問a節點後再訪問b節點,如果b節點有未訪問的鄰近節點的話將繼續訪問其鄰近節點,否則繼續訪問a的未訪問鄰近節點,當所有從a節點出去的路徑都訪問完之後,繼續遞迴訪問除a以外未被訪問的鄰近節點。

使用遞迴實現dfs遍歷二叉樹:(優先選擇)

//dfs遞迴實現

public void dfswithrecursion(treenode root)

使用stack實現dfs

//dfs的迭代實現版本(stack)

public void dfswithstack(treenode root)

}

以上三種方法都將數中每個節點遍歷一遍,時間複雜度為o(n)。

樹結構:

// definition for a node.

class node

public node(int _val,list_children)

};

bfs及dfs只需將上述**用for迴圈替代

圖和樹的最大區別在於圖的下乙個節點可能指向已訪問過的節點。因此在使用bfs及dfs遍歷時,應維護乙個set,set中存放已被訪問過的節點,在遍歷時先判斷節點未被訪問過再遍歷即可。

使用bfs舉例如下:

//使用queue實現bfs

public void bfswithqueue(node root) }}

}}

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