多叉树的设计、建立、层次优先遍历和深度优先遍历
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算法设计:深度优先遍历和广度优先遍历实现深度优先遍历过程1、图的遍历和树的遍历类似,图的遍历也是从某个顶点出发,沿着某条搜索路径对图中每个顶点各做一次且仅做一次访问。
它是许多图的算法的基础。
深度优先遍历和广度优先遍历是最为重要的两种遍历图的方法。
它们对无向图和有向图均适用。
以下假定遍历过程中访问顶点的操作是简单地输出顶点。
2、布尔向量visited[0 ..n-1] 的设置图中任一顶点都可能和其它顶点相邻接。
在访问了某顶点之后,又可能顺着某条回路又回到了该顶点。
为了避免重复访问同一个顶点,必须记住每个已访问的顶点。
为此,可设一布尔向量visited[0 ..n-1] ,其初值为假,一旦访问了顶点Vi 之后,便将visited[i] 置为真。
深度优先遍历(Depth-First Traversal)1.图的深度优先遍历的递归定义假设给定图G的初态是所有顶点均未曾访问过。
在G中任选一顶点V为初始出发点(源点),则深度优先遍历可定义如下:首先访问出发点V ,并将其标记为已访问过;然后依次从V出发搜索V的每个邻接点W。
若W未曾访问过,则以W为新的出发点继续进行深度优先遍历,直至图中所有和源点V 有路径相通的顶点(亦称为从源点可达的顶点)均已被访问为止。
若此时图中仍有未访问的顶点,则另选一个尚未访问的顶点作为新的源点重复上述过程,直至图中所有顶点均已被访问为止。
图的深度优先遍历类似于树的前序遍历。
采用的搜索方法的特点是尽可能先对纵深方向进行搜索。
这种搜索方法称为深度优先搜索(Depth-First Search) 。
相应地,用此方法遍历图就很自然地称之为图的深度优先遍历。
2、深度优先搜索的过程设x 是当前被访问顶点,在对x 做过访问标记后,选择一条从x 出发的未检测过的边(X , y)。
若发现顶点y已访问过,则重新选择另一条从X出发的未检测过的边,否则沿边(X,y)到达未曾访问过的y ,对y访问并将其标记为已访问过;然后从y开始搜索, 直到搜索完从y出发的所有路径,即访问完所有从y出发可达的顶点之后,才回溯到顶点X,并且再选择一条从X出发的未检测过的边。
深度优先遍历的算法
深度优先遍历(Depth-FirstSearch,简称DFS)是一种常见的图遍历算法。
该算法以深度为优先级,先访问一个结点的所有子结点,再依次访问每个子结点的所有子结点,直到遍历完整个图。
DFS算法通常使用递归实现,在访问一个结点时,先将该结点标记为已访问,并对其所有未访问过的子结点进行深度优先遍历。
这一过程会一直持续下去,直到所有结点都被遍历过。
在实际应用中,DFS算法常用于解决以下问题:
1. 图的连通性问题:使用DFS算法可以判断一个图是否为连通图。
2. 寻找图中能够到达某一个结点的所有路径:在DFS算法的递归过程中,可以记录下所有访问过的结点,从而得到到达目标结点的所有路径。
3. 拓扑排序:DFS算法可以实现拓扑排序,即对图中的所有结点进行排序,使得对于任意的有向边(u, v),u在排序结果中都排在v的前面。
4. 最短路径问题:DFS算法可以用于解决最短路径问题,例如在无权图中,可以通过DFS算法找到从起点到目标结点的最短路径。
总之,DFS算法是一种非常重要的图遍历算法,在各种实际应用中都具有广泛的运用价值。
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深度优先遍历是一种常用的图遍历算法,用于遍历和搜索图结构。
其主要思想是从一个顶点开始,尽可能地往下搜索,直到不能搜索为止,然后回溯到前面的顶点继续搜索。
这个过程类似于一条路走到底,然后返回原路,继续走其他路。
深度优先遍历通常采用递归实现,也可以使用栈实现。
深度优先遍历的优点在于能够更深入地搜索图结构,对于深度优先遍历搜索过的节点可以通过回溯的方式遍历其它节点。
但是其缺点在于可能会搜索到无用的节点或进入死循环,因此在实现时需要注意控制搜索深度和避免重复搜索。
深度优先遍历常用于图的遍历、拓扑排序、连通性检查、最短路径等问题中,也可以用于解决一些搜索问题,例如八皇后问题、迷宫问题等。
算法设计:深度优先遍历和广度优先遍历实现深度优先遍历过程1、图的遍历和树的遍历类似,图的遍历也是从某个顶点出发,沿着某条搜索路径对图中每个顶点各做一次且仅做一次访问。
它是许多图的算法的基础。
深度优先遍历和广度优先遍历是最为重要的两种遍历图的方法。
它们对无向图和有向图均适用。
注意:以下假定遍历过程中访问顶点的操作是简单地输出顶点。
2、布尔向量visited[0..n-1]的设置图中任一顶点都可能和其它顶点相邻接。
在访问了某顶点之后,又可能顺着某条回路又回到了该顶点。
为了避免重复访问同一个顶点,必须记住每个已访问的顶点。
为此,可设一布尔向量visited[0..n-1],其初值为假,一旦访问了顶点Vi之后,便将visited[i]置为真。
--------------------------深度优先遍历(Depth-First Traversal)1.图的深度优先遍历的递归定义假设给定图G的初态是所有顶点均未曾访问过。
在G中任选一顶点v为初始出发点(源点),则深度优先遍历可定义如下:首先访问出发点v,并将其标记为已访问过;然后依次从v出发搜索v的每个邻接点w。
若w未曾访问过,则以w为新的出发点继续进行深度优先遍历,直至图中所有和源点v有路径相通的顶点(亦称为从源点可达的顶点)均已被访问为止。
若此时图中仍有未访问的顶点,则另选一个尚未访问的顶点作为新的源点重复上述过程,直至图中所有顶点均已被访问为止。
图的深度优先遍历类似于树的前序遍历。
采用的搜索方法的特点是尽可能先对纵深方向进行搜索。
这种搜索方法称为深度优先搜索(Depth-First Search)。
相应地,用此方法遍历图就很自然地称之为图的深度优先遍历。
2、深度优先搜索的过程设x是当前被访问顶点,在对x做过访问标记后,选择一条从x出发的未检测过的边(x,y)。
若发现顶点y已访问过,则重新选择另一条从x出发的未检测过的边,否则沿边(x,y)到达未曾访问过的y,对y访问并将其标记为已访问过;然后从y开始搜索,直到搜索完从y出发的所有路径,即访问完所有从y出发可达的顶点之后,才回溯到顶点x,并且再选择一条从x出发的未检测过的边。
深度优先遍历实现策略概述深度优先遍历(Depth First Search,简称DFS)是图和树算法中常用的一种遍历策略。
该策略在解决很多问题中都起到了重要的作用。
本文将会概述深度优先遍历的实现策略。
一、深度优先遍历的基本原理深度优先遍历是一种先序遍历算法,它从根节点开始遍历,然后沿着树的深度访问节点,直到遍历到没有子节点的节点,然后回溯到前一个节点,继续遍历其它未被访问过的节点。
二、深度优先遍历的实现思路1. 递归实现:深度优先遍历可以通过递归实现。
递归过程分为三步:1.1 访问当前节点;1.2 递归遍历当前节点的子节点;1.3 深度优先遍历当前节点的兄弟节点。
2. 栈实现:深度优先遍历也可以通过栈来实现。
首先将根节点压入栈中,然后进入循环,直到栈为空为止。
每次循环中,弹出栈顶节点,并访问它,然后将其子节点按照倒序压入栈中。
三、深度优先遍历的应用场景深度优先遍历广泛应用于图算法和树算法中,例如:1. 图的连通性分析:通过深度优先遍历可以判断两个节点之间是否有路径相连,常用于寻找连通分量。
2. 拓扑排序:通过深度优先遍历可以对有向无环图进行拓扑排序,得到一种节点的线性排序。
3. 寻找路径:通过深度优先遍历可以寻找图中两个节点之间的路径。
四、深度优先遍历的复杂度分析对于含有n个节点和m条边的图,深度优先遍历的时间复杂度为O(n+m)。
空间复杂度为O(n),其中n为节点数量,m为边的数量。
五、总结深度优先遍历是一种重要的算法策略,通过递归或者栈实现,可以应用于图和树的遍历、连通性分析、拓扑排序、路径寻找等多个问题中。
在实际应用中,我们可以根据具体问题的特点选择适合的深度优先遍历的实现方式。
深度优先遍历迭代法深度优先遍历(Depth-First Search ,简称 DFS )是一种用于图和树的遍历算法,它从起始节点开始,沿着路径尽可能深地访问节点,直到无法继续或达到目标节点。
如果遇到无法继续的节点,则回溯到上一个未完全探索的节点,并继续深入搜索。
以下是使用迭代法实现深度优先遍历的示例代码:```javaclass Graph {int V; // 图的顶点数List<List<Integer>> adjList; // 邻接表表示图Graph(int vertices) {V = vertices;adjList = new ArrayList<>(vertices);for (int i = 0; i < vertices; i++) {adjList.add(new ArrayList<>());}}void addEdge(int u, int v) {adjList.get(u).add(v);adjList.get(v).add(u); // 假设图是无向图}}class DFSIterator {boolean[] visited;Stack<Integer> stack;DFSIterator(Graph graph, int startVertex) {visited = new boolean[graph.V];stack = new Stack<>();visited[startVertex] = true;stack.push(startVertex);}int next() {if (stack.empty()) {return -1;}int vertex = stack.peek();for (int neighbor : graph.adjList.get(vertex)) { if (!visited[neighbor]) {visited[neighbor] = true;stack.push(neighbor);return neighbor;}}// 没有未访问的邻接节点,弹出当前顶点并返回stack.pop();return vertex;}}public class DFS {public static void main(String[] args) {Graph graph = new Graph(9);graph.addEdge(0, 1);graph.addEdge(0, 2);graph.addEdge(1, 2);graph.addEdge(2, 3);graph.addEdge(3, 4);graph.addEdge(4, 5);graph.addEdge(5, 6);graph.addEdge(6, 7);graph.addEdge(7, 8);DFSIterator iterator = new DFSIterator(graph, 0);while (iterator.next() != -1) {System.out.print(iterator.next() + " ");}}}```上述代码实现了一个深度优先遍历的迭代器 `DFSIterator`,它通过维护一个栈来记录已访问的节点,并按照深度优先的顺序遍历图。
PHP实现⼆叉树深度优先遍历(前序、中序、后序)和⼴度优先遍历(层次)实例详解本⽂实例讲述了PHP实现⼆叉树深度优先遍历(前序、中序、后序)和⼴度优先遍历(层次)。
分享给⼤家供⼤家参考,具体如下:前⾔:深度优先遍历:对每⼀个可能的分⽀路径深⼊到不能再深⼊为⽌,⽽且每个结点只能访问⼀次。
要特别注意的是,⼆叉树的深度优先遍历⽐较特殊,可以细分为先序遍历、中序遍历、后序遍历。
具体说明如下:前序遍历:根节点->左⼦树->右⼦树中序遍历:左⼦树->根节点->右⼦树后序遍历:左⼦树->右⼦树->根节点⼴度优先遍历:⼜叫层次遍历,从上往下对每⼀层依次访问,在每⼀层中,从左往右(也可以从右往左)访问结点,访问完⼀层就进⼊下⼀层,直到没有结点可以访问为⽌。
例如对于⼀下这棵树:深度优先遍历:前序遍历:10 8 7 9 12 11 13中序遍历:7 8 9 10 11 12 13后序遍历:7 9 8 11 13 12 10⼴度优先遍历:层次遍历:10 8 12 7 9 11 13⼆叉树的深度优先遍历的⾮递归的通⽤做法是采⽤栈,⼴度优先遍历的⾮递归的通⽤做法是采⽤队列。
深度优先遍历:1、前序遍历:/*** 前序遍历(递归⽅法)*/private function pre_order1($root){if (!is_null($root)) {//这⾥⽤到常量__FUNCTION__,获取当前函数名,好处是假如修改函数名的时候,⾥⾯的实现不⽤修改$function = __FUNCTION__;echo $root->key . " ";$this->$function($root->left);$this->$function($root->right);}}/*** 前序遍历(⾮递归⽅法)* 因为当遍历过根节点之后还要回来,所以必须将其存起来。