图文详解两种算法:深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)

深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)
深度优先遍历(Depth-First Search,DFS)和广度优先遍历(Breadth-First Search, BFS)是图遍历中常用的两种算法,用于遍历图中的节点。本文将对这两种算法进行详解。
深度优先遍历(DFS)
深度优先遍历(DFS)是一种用于遍历或搜索树或图的算法。从根节点或指定的起始节点开始,遍历该节点的所有邻接节点,再递归地对邻接节点进行深度优先遍历,直到所有节点都被访问。DFS通常使用堆栈(Stack)数据结构来实现。
具体步骤如下:
- 访问起始节点,并将其标记为已访问。
- 遍历当前节点的邻接节点:
- 若邻接节点未被访问,则递归调用DFS函数,并以该邻接节点作为起始节点。
- 若邻接节点已被访问,转到下一个邻接节点。
- 重复步骤2,直到所有节点都被访问。
广度优先遍历(BFS)
广度优先遍历(BFS)是一种用于遍历或搜索树或图的算法。从根节点或指定的起始节点开始,遍历该节点的所有邻接节点,然后逐层遍历其它未访问的邻接节点,直到所有节点都被访问。BFS通常使用队列(Queue)数据结构来实现。
具体步骤如下:
- 访问起始节点,并将其标记为已访问。
- 将当前节点入队。
- 重复以下操作,直到队列为空:
- 出队一个节点,记为当前节点。
- 遍历当前节点的邻接节点:
- 若邻接节点未被访问,则将其标记为已访问,并入队。
- 若邻接节点已被访问,转到下一个邻接节点。
- 重复步骤3,直到所有节点都被访问。
应用场景
深度优先遍历和广度优先遍历在不同的场景下有不同的应用。
深度优先遍历适用于以下场景:
- 寻找图中的环。
- 解决迷宫问题。
- 生成括号序列。
广度优先遍历适用于以下场景:
- 寻找图中的最短路径。
- 解决迷宫问题。
- 生成括号序列。
在实际应用中,可以根据具体的问题选择适合的遍历算法来解决。需要注意的是,DFS和BFS的时间复杂度均为O(V+E),其中V表示节点数,E表示边数。