图论深度优先搜索实验报告
迷宫问题求解算法设计实验报告
迷宫问题求解算法设计实验报告
一、引言
迷宫问题一直是计算机科学中的一个经典问题,其解决方法也一直是研究者们探讨的重点之一。本实验旨在通过设计不同的算法,对迷宫问题进行求解,并对比不同算法的效率和优缺点。
二、算法设计
1. 暴力搜索算法
暴力搜索算法是最简单直接的求解迷宫问题的方法。其基本思路是从起点开始,按照某种规则依次尝试所有可能的路径,直到找到终点或所有路径都被尝试过为止。
2. 广度优先搜索算法
广度优先搜索算法也称为BFS(Breadth First Search),其基本思路是从起点开始,按照层次依次遍历每个节点,并将其相邻节点加入队列中。当找到终点时,即可得到最短路径。
3. 深度优先搜索算法
深度优先搜索算法也称为DFS(Depth First Search),其基本思路是从起点开始,沿着某一个方向走到底,再回溯到上一个节点继续向其他方向探索。当找到终点时,即可得到一条路径。
4. A* 算法
A* 算法是一种启发式搜索算法,其基本思路是综合考虑节点到起点的距离和节点到终点的距离,选择最优的路径。具体实现中,可以使用估价函数来计算每个节点到终点的距离,并将其加入优先队列中。
三、实验过程
本实验使用 Python 语言编写程序,在不同算法下对迷宫问题进行求解。
1. 数据准备
首先需要准备迷宫数据,可以手动输入或从文件中读取。本实验使用二维数组表示迷宫,其中 0 表示墙壁,1 表示路径。起点和终点分别用 S 和 E 表示。
2. 暴力搜索算法
暴力搜索算法比较简单直接,只需要按照某种规则遍历所有可能的路
Python中的深度优先搜索实现
Python中的深度优先搜索实现
一、背景
深度优先搜索算法(Depth-First Search,DFS)是图论中的一种算法。它是从根结点开始,沿着一条路径直到路径末端,然后返回以便继续搜索其他路径的一种算法。
DFS具有以下特点:
1、对于深度优先搜索,需要回溯标记。
2、在搜索的过程中,每个顶点只访问一次,不会重复。
3、比较适用于搜索路径比较深的情况。
4、 DFS是通过引入递归、栈等数据结构实现的。
二、原理
DFS实现的主要是对图的深度遍历,在其遍历过程中,会有一个栈作为辅助结构,每当走到一个新的节点时,首先将节点进栈,然后继续遍历该节点的邻居节点,如此进行下去,直到不能继续为止,然后
弹出栈顶元素,继续操作其它元素,重复以上步骤,直到所有元素都遍历过为止。
DFS的算法时间与遍历的路径有关,一般情况下,DFS的效率比较低,因为它普遍存在反复走已经走过的路径的情况,而对于任意一台可达,存在多种路径的情况下,我们需要选择合适的数据结构,在保证时间和空间复杂度的前提下,找到最优解。
三、核心代码
实现DFS需要我们定义一个图的数据结构,并且定义一个栈来辅助遍历过程,核心代码如下所示:
```
class Graph:
"""图的实现"""
def __init__(self):
self.graph = defaultdict(list)
def add_edge(self, u, v):
self.graph[u].append(v)
def DFS(self, v, visited): """DFS的实现"""
深度优先搜索算法
深度优先搜索算法
(DFS)是一种常用的图算法,该算法主要用于解决有解路径
或遍历某个图结构的问题。的主要思路是从某个图的起始点出发,
访问邻居节点,直到该节点没有未被访问的邻居节点为止,然后
回溯到上一个节点继续遍历其他未被访问的邻居节点。该算法的
基本流程可以概括为以下几个步骤:
1. 从某个图结构的起始点开始进行深度优先搜索。
2. 如果该节点没有未被访问的邻居节点,则回溯到上一个节点。
3. 继续遍历其他未被访问的邻居节点,直到所有的节点已被访问。
4. 搜索结束。
的实现可以使用递归或栈数据结构进行。使用递归实现时,程
序会自动保存每个节点的访问状态,无需手动进行处理。使用栈
数据结构实现时,需要手动保存每个节点的访问状态,以便在回
溯时继续遍历其他未被访问的邻居节点。
主要应用于解决以下问题:
1. 找出两点之间的最短路径
可以用来查找两个节点之间的最短路径。在进行深度优先搜索时,需要记录每个节点的前驱节点,以便在搜索结束后构造最短路径。
2. 遍历一张图结构
可以用来遍历一张图结构。在进行深度优先搜索时,可以将图中的所有节点都进行遍历。
3. 解决迷宫问题
可以用来解决迷宫问题。在进行深度优先搜索时,需要记录每个走过的位置,以便在搜索结束后构造出从起点到终点的路径。
4. 生成所有排列或组合
可以用来生成所有排列或组合。在进行深度优先搜索时,需要记录已经访问过的节点,以便在搜索结束后生成所有满足条件的排列或组合。
存在一些问题,例如搜索过程中容易陷入死循环、需要记录每个节点的访问状态等。为了解决这些问题,可以使用剪枝、双向搜索等技术来优化搜索算法。
深度优先搜索实验报告
深度优先搜索实验报告
引言
深度优先搜索(Depth First Search,DFS)是图论中的一种重要算法,主要用于遍历和搜索图的节点。在实际应用中,DFS被广泛用于解决迷宫问题、图的连通性问题等,具有较高的实用性和性能。
本实验旨在通过实际编程实现深度优先搜索算法,并通过实际案例验证其正确性和效率。实验中我们将以迷宫问题为例,使用深度优先搜索算法寻找从入口到出口的路径。
实验过程
实验准备
在开始实验之前,我们需要准备一些必要的工具和数据。
1. 编程环境:我们选择使用Python语言进行编程实验,因其语法简洁而强大的数据处理能力。
2. 迷宫地图:我们需要设计一个迷宫地图,包含迷宫的入口和出口,以及迷宫的各个路径和墙壁。
实验步骤
1. 首先,我们需要将迷宫地图转化为计算机可处理的数据结构。我们选择使用二维数组表示迷宫地图,其中0表示墙壁,1表示路径。
2. 接着,我们将编写深度优先搜索算法的实现。在DFS函数中,我们将使用递归的方式遍历迷宫地图的所有路径,直到找到出口或者遇到墙壁。
3. 在每次遍历时,我们将记录已经访问过的路径,以防止重复访问。
4. 当找到出口时,我们将输出找到的路径,并计算路径的长度。
实验结果
经过实验,我们成功地实现了深度优先搜索算法,并在迷宫地图上进行了测试。以下是我们的实验结果:
迷宫地图:
1 1 1 1 1
1 0 0 0 1
1 1 1 0 1
1 0 0 0 1
1 1 1 1 1
最短路径及长度:
(1, 1) -> (1, 2) -> (1, 3) -> (1, 4) -> (2, 4) -> (3, 4) -> (4, 4) -> (5, 4)
深度优先搜索(深搜)——DeepFirstSearch【例题:迷宫】
深度优先搜索(深搜)——DeepFirstSearch【例题:迷宫】深度优先搜索
基本思想:先选择⼀种可能情况向前探索,在探索过程中,⼀点那发现原来的选择是错误的,就退回⼀步重新选择,继续向前探索,(回溯)反复进⾏。
【例题】迷宫问题
思路:先随意选择⼀个⽅向,⼀步步向前试探,如果碰到死胡同说明该前进⽅向已经⽆路可⾛,这时⾸先看别的⽅向还是否有路可⾛,若有路可⾛,则该⽅向再次向前试探,若没有,则退回上⼀步,再看其他⽅向是否有路可⾛,,按此原则不断回溯和探索,知道找到⼊⼝为⽌。
框架:
int search(int ......)
{
for(i=1;i<=⽅向总数;i++)
if(满⾜条件)
{
保存结果;
if(到达⽬的地)
输出解;
else search(k+1);
恢复:保存结果之前的状态{回溯⼀步};
}
}
具体代码实现如下:
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define MAXN 20
using namespace std;
int map[MAXN][MAXN];//表⽰迷宫地图
bool temp[MAXN][MAXN];//标记是否⾛过
int dx[4]={0,0,1,-1};//横坐标的上下左右
int dy[4]={-1,1,0,0};//纵坐标的上下左右
int m,n,total,sx,sy,fx,fy,l,r,t;//m,n:地图的长宽,total:⽅案总数,sx,sy起点的横纵坐标,fx,fy:终点的横纵坐标,t:障碍总数,l,r:障碍坐标void search(int x,int y)//x,y:现在所在的点的坐标
离散数学(微课版) 第4章
离散数学(微课版)第4章
1. 引言
在离散数学的第4章中,我们将讨论图论的基本概念和应用。图论是研究图及其在现实生活中的应用的数学分支,它在计算机科学、网络设计、运筹学等领域中具有重要的应用价值。本章将介绍图的定义、图的表示方法、图的遍历算法等内容。
2. 图的定义
图由一组节点和一组节点之间的边构成。节点通常表示现
实世界中的对象,而边则表示对象之间的关系。图可以用于描述各种问题,如社交网络中的用户关系、城市之间的交通网络等。
2.1 有向图和无向图
图可以分为有向图和无向图两种类型。在有向图中,边具
有方向,表示节点之间的单向关系。而在无向图中,边没有方向,表示节点之间的双向关系。
2.2 顶点和边
图由顶点和边组成。顶点是图的节点,用来表示对象。边连接两个顶点,表示两个对象之间的关系。
2.3 路径和环
路径是指在图中从一个顶点到另一个顶点的连接序列。环是一条路径,其起点和终点相同。
3. 图的表示方法
在计算机中,图可以用不同的数据结构来表示。常见的表示方法包括:
3.1 邻接矩阵
邻接矩阵是用二维数组表示图的连接关系。对于无向图,邻接矩阵是对称的,而对于有向图,则不对称。
A B C
A010
B101
C010
上述邻接矩阵表示了一个无向图,其中顶点A与顶点B相连,顶点B与顶点C相连。
3.2 邻接表
邻接表是用链表表示图的连接关系。对于每个顶点,邻接表保存了与其相连的其他顶点的信息。
A ->
B -> NULL
B -> A ->
C -> NULL
C -> B -> NULL
深度优先搜索算法详解及代码实现
深度优先搜索算法详解及代码实现深度优先搜索(Depth-First Search,DFS)是一种常见的图遍历算法,用于遍历或搜索图或树的所有节点。它的核心思想是从起始节点开始,沿着一条路径尽可能深入地访问其他节点,直到无法继续深入为止,然后回退到上一个节点,继续搜索未访问过的节点,直到所有节点都被访问为止。
一、算法原理
深度优先搜索算法是通过递归或使用栈(Stack)的数据结构来实现的。下面是深度优先搜索算法的详细步骤:
1. 选择起始节点,并标记该节点为已访问。
2. 从起始节点出发,依次访问与当前节点相邻且未被访问的节点。
3. 若当前节点有未被访问的邻居节点,则选择其中一个节点,将其标记为已访问,并将当前节点入栈。
4. 重复步骤2和3,直到当前节点没有未被访问的邻居节点。
5. 若当前节点没有未被访问的邻居节点,则从栈中弹出一个节点作为当前节点。
6. 重复步骤2至5,直到栈为空。
深度优先搜索算法会不断地深入到图或树的某一分支直到底部,然后再回退到上层节点继续搜索其他分支。因此,它的搜索路径类似于一条深入的迷宫路径,直到没有其他路径可走后,再原路返回。
二、代码实现
以下是使用递归方式实现深度优先搜索算法的代码:```python
def dfs(graph, start, visited):
visited.add(start)
print(start, end=" ")
for neighbor in graph[start]:
if neighbor not in visited:
dfs(graph, neighbor, visited)
tarjan算法的原理
tarjan算法的原理
Tarjan算法原理及应用
一、引言
Tarjan算法是一种用于图的深度优先搜索的算法,它可以在无向图或有向图中找到所有强连通分量。这个算法由美国计算机科学家Robert Tarjan于1972年提出,被广泛应用于图论和算法领域。本文将介绍Tarjan算法的原理及其应用。
二、Tarjan算法原理
1. 深度优先搜索
Tarjan算法是基于深度优先搜索的,深度优先搜索是一种图遍历算法,从一个顶点出发,沿着一条路径一直往下走,直到不能再走为止,然后回溯到前一个顶点,继续向未走过的路径探索。这种搜索方式可以用递归或栈来实现。
2. 强连通分量
在图中,如果任意两个顶点之间都存在路径,那么它们构成一个强连通分量。强连通分量是图中的一个重要概念,它可以帮助我们理解图结构的特性。
3. Tarjan算法步骤
Tarjan算法通过深度优先搜索来寻找强连通分量,其具体步骤如下:(1)初始化。将所有顶点标记为未访问状态,定义一个栈来保存已
经访问的顶点。
(2)深度优先搜索。从图中的任意一个未访问的顶点开始进行深度优先搜索。
(3)标记顶点。在搜索过程中,对每个顶点进行标记,记录其访问顺序(也称为时间戳)和能够到达的最小时间戳。
(4)寻找强连通分量。当一个顶点的访问顺序等于能够到达的最小时间戳时,说明它是一个强连通分量的根节点。通过弹出栈中的顶点,可以找到该强连通分量中的所有顶点。
三、Tarjan算法应用
Tarjan算法在图论和算法设计中有着广泛的应用,下面介绍几个常见的应用场景:
1. 强连通分量的查找
深度优先搜索算法
深度优先搜索算法
深度优先搜索算法(Depth-First Search,DFS)是一种用于遍历或搜索树或图数据结构的算法。在DFS中,我们会尽可能深地探索一个分支,直到无法继续为止,然后回溯到前一个节点,继续探索其他分支。DFS通常使用递归或栈数据结构来实现。在本文中,我们将深入探讨DFS的原理、实现方法、应用场景以及一些相关的扩展主题。
1.原理
深度优先搜索算法的原理非常简单。从图或树的一个起始节点开始,我们首先探索它的一个邻居节点,然后再探索这个邻居节点的一个邻居节点,依此类推。每次都尽可能深地探索一个分支,直到无法继续为止,然后回溯到前一个节点,继续探索其他分支。这个过程可以用递归或栈来实现。
2.实现方法
在实现DFS时,我们可以使用递归或栈来维护待访问的节点。下面分别介绍这两种实现方法。
2.1递归实现
递归是实现DFS最直观的方法。我们可以定义一个递归函数来表示探索节点的过程。该函数接受当前节点作为参数,并在该节点上进行一些操作,然后递归地调用自身来探索当前节点的邻居节点。这样就可以很容易地实现DFS。
```python
def dfs(node, visited):
visited.add(node)
#对当前节点进行一些操作
for neighbor in node.neighbors:
if neighbor not in visited:
dfs(neighbor, visited)
```
2.2栈实现
除了递归,我们还可以使用栈来实现DFS。我们首先将起始节点入栈,然后循环执行以下步骤:出栈一个节点,对该节点进行一些操作,将其未访问的邻居节点入栈。这样就可以模拟递归的过程,实现DFS。
图论中的最长路径问题与最短路径问题
图论中的最长路径问题与最短路径问题
在图论中,最长路径问题和最短路径问题是两个重要且常见的问题。最长路径问题旨在寻找图中两个顶点之间的最长路径,而最短路径问
题则是寻找图中两个顶点之间的最短路径。本文将分别介绍这两个问题,并讨论它们的应用和解决方法。
首先,我们来讨论最长路径问题。最长路径问题在实际应用中有着
广泛的应用,例如交通规划、通信网络以及电路设计等。在图中,路
径是由一系列顶点连接而成的。最长路径问题的目标是找到两个顶点
之间的路径中具有最大权值的路径。
最长路径问题可以通过深度优先搜索(DFS)算法来解决。深度优
先搜索是一种用于遍历或搜索图的算法,它从一个顶点开始,沿着路
径尽可能地往下搜索,直到达到无法再继续搜索的顶点为止。在深度
优先搜索的过程中,我们可以记录下每个顶点的最大路径长度,最终
找到两个顶点之间的最长路径。
接下来,我们将讨论最短路径问题。最短路径问题在实际应用中同
样具有重要性,例如导航系统、网络路由以及货物运输等。最短路径
问题的目标是找到两个顶点之间的路径中具有最小权值之和的路径。
最短路径问题可以通过使用迪杰斯特拉算法(Dijkstra algorithm)
来解决。迪杰斯特拉算法是一种用于解决单源最短路径问题的贪婪算法。它从一个起始顶点开始,逐步地计算到达其他顶点的最短路径长度。通过不断更新路径长度,并选择当前路径长度最小的顶点进行下
一步计算,最终可以确定出起始顶点到其他顶点的最短路径。
最长路径问题和最短路径问题在实际应用中有着广泛的应用。最长
路径问题可以帮助我们优化电路设计,提高通信网络的稳定性,也可
深度优先搜索算法利用深度优先搜索解决迷宫问题
深度优先搜索算法利用深度优先搜索解决迷
宫问题
深度优先搜索算法(Depth-First Search, DFS)是一种常用的图遍历
算法,它通过优先遍历图中的深层节点来搜索目标节点。在解决迷宫
问题时,深度优先搜索算法可以帮助我们找到从起点到终点的路径。
一、深度优先搜索算法的实现原理
深度优先搜索算法的实现原理相当简单直观。它遵循以下步骤:
1. 选择一个起始节点,并标记为已访问。
2. 递归地访问其相邻节点,若相邻节点未被访问,则标记为已访问,并继续访问其相邻节点。
3. 重复步骤2直到无法继续递归访问,则返回上一级节点,查找其
他未被访问的相邻节点。
4. 重复步骤2和3,直到找到目标节点或者已经遍历所有节点。
二、利用深度优先搜索算法解决迷宫问题
迷宫问题是一个经典的寻找路径问题,在一个二维的迷宫中,我们
需要找到从起点到终点的路径。利用深度优先搜索算法可以很好地解
决这个问题。
以下是一种可能的解决方案:
```
1. 定义一个二维数组作为迷宫地图,其中0代表通路,1代表墙壁。
2. 定义一个和迷宫地图大小相同的二维数组visited,用于记录节点
是否已经被访问过。
3. 定义一个存储路径的栈path,用于记录从起点到终点的路径。
4. 定义一个递归函数dfs,参数为当前节点的坐标(x, y)。
5. 在dfs函数中,首先判断当前节点是否为终点,如果是则返回True,表示找到了一条路径。
6. 然后判断当前节点是否越界或者已经访问过,如果是则返回False,表示该路径不可行。
7. 否则,将当前节点标记为已访问,并将其坐标添加到path路径中。
深度优先搜索和广度优先搜索
深度优先搜索和广度优先搜索深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)是图论中常用的两
种搜索算法。它们是解决许多与图相关的问题的重要工具。本文将着
重介绍深度优先搜索和广度优先搜索的原理、应用场景以及优缺点。
一、深度优先搜索(DFS)
深度优先搜索是一种先序遍历二叉树的思想。从图的一个顶点出发,递归地访问与该顶点相邻的顶点,直到无法再继续前进为止,然后回
溯到前一个顶点,继续访问其未被访问的邻接顶点,直到遍历完整个图。
深度优先搜索的基本思想可用以下步骤总结:
1. 选择一个初始顶点;
2. 访问该顶点,并标记为已访问;
3. 递归访问该顶点的邻接顶点,直到所有邻接顶点均被访问过。
深度优先搜索的应用场景较为广泛。在寻找连通分量、解决迷宫问题、查找拓扑排序等问题中,深度优先搜索都能够发挥重要作用。它
的主要优点是容易实现,缺点是可能进入无限循环。
二、广度优先搜索(BFS)
广度优先搜索是一种逐层访问的思想。从图的一个顶点出发,先访
问该顶点,然后依次访问与该顶点邻接且未被访问的顶点,直到遍历
完整个图。
广度优先搜索的基本思想可用以下步骤总结:
1. 选择一个初始顶点;
2. 访问该顶点,并标记为已访问;
3. 将该顶点的所有邻接顶点加入一个队列;
4. 从队列中依次取出一个顶点,并访问该顶点的邻接顶点,标记为
已访问;
5. 重复步骤4,直到队列为空。
广度优先搜索的应用场景也非常广泛。在求最短路径、社交网络分析、网络爬虫等方面都可以使用广度优先搜索算法。它的主要优点是
可以找到最短路径,缺点是需要使用队列数据结构。
三、DFS与BFS的比较
如果无向图g必须进行3次深度优先搜索才能访问其所有顶点,则g一定没有回路(环)
如果无向图g必须进行3次深度优先搜索才能访问其所有顶点,则g一定没有回路(环).
深度优先搜索(DFS)是一种用于确定图中是否有环的常用算法,也可以用于查找图中的路径。如果一个图必须执行3次DFS才能访问其所有顶点,那么我们可以断定它一定没有
回路。
在图论中,无向图是一个网络顶点的集合,以及每个顶点之间的边的集合。它具有无序的顶点和边,它表达了一组对象之间的关系。无向图可以被用于表示一些对象之间的概念关系,如事物之间的父子关系,朋友之间的关系等。
深度优先搜索应用于无向图有多种方法,如识别有向图中的环、确定节点间最小路径和构
建最近邻图等。深度优先搜索有四个主要步骤:1.访问一个顶点;2.将顶点标记为已访问;
3.对每个相邻的顶点,以这个顶点作为中心,重复上面的步骤直到所有顶点被遍历;
4.当
找不到点和顶点未被访问时,终止搜索。
当前所有顶点都需要三次DFS访问,那么可以假设无向图肯定没有环状结构。如果图已经有一个环,那么DFS只需要最多两次便可以访问到所有的节点了。
运用深度优先搜索可以完成很多不同的任务,从计算机科学的角度来说,它可以有效地分
析数据。在给定一个无向图,必须经过三次深度优先搜索才能访问其所有的节点,说明这
个图没有完整的环状结构,因此可以确定这个无向图没有回路。
图的连通性检测方法
图的连通性检测方法
图论是数学的一个分支,研究图形结构以及图形之间的关系。在图
论中,连通性是一个重要的概念,用于描述图中的节点或顶点之间是
否存在路径相连。连通性检测方法是用来确定一个图是否是连通图的
方法。本文将介绍几种常用的图的连通性检测方法。
一、深度优先搜索(DFS)
深度优先搜索是一种常用的图遍历算法,也可以用来检测图的连通性。该方法从图中的一个顶点开始,沿着一条路径尽可能深的搜索,
直到到达无法继续搜索的节点,然后回溯到上一个节点,继续搜索其
他路径。具体步骤如下:
1. 选择一个起始节点作为根节点。
2. 遍历该节点的邻接节点,并标记为已访问。
3. 递归的访问未访问过的邻接节点,直到所有节点都被访问过。
4. 如果所有节点都被访问过,则图是连通的;否则,图是不连通的。
DFS算法的时间复杂度为O(V+E),其中V是节点数,E是边数。
二、广度优先搜索(BFS)
广度优先搜索也是一种常用的图遍历算法,同样可以用来检测图的
连通性。该方法从图中的一个顶点开始,先访问其所有邻接节点,然
后再依次访问它们的邻接节点。具体步骤如下:
1. 选择一个起始节点作为根节点。
2. 将该节点加入一个队列中。
3. 从队列中取出一个节点,并标记为已访问。
4. 遍历该节点的邻接节点,将未访问过的节点加入队列中。
5. 重复步骤3和步骤4,直到队列为空。
6. 如果所有节点都被访问过,则图是连通的;否则,图是不连通的。
BFS算法的时间复杂度同样为O(V+E)。
三、并查集
并查集是一种数据结构,常用于解决图的连通性问题。它可以高效
地合并集合和判断元素是否属于同一个集合。具体步骤如下:
数据结构与算法(13):深度优先搜索和广度优先搜索
if (p1==-1 || p2==-1) {
System.out.printf("input error: invalid edge!\n");
return ;
}
mMatrix[p1][p2] = 1;
mMatrix[p2][p1] = 1;
}
}
/* * 创建图(用用已提供的矩阵)
*
* 参数说明:
int p2 = getPosition(edges[i][1]);
wenku.baidu.com
mMatrix[p1][p2] = 1;
mMatrix[p2][p1] = 1;
}
}
/* * 返回ch位置
*/
private int getPosition(char ch) {
for(int i=0; i<mVexs.length; i++)
if(mVexs[i]==ch)
return i;
return -1;
}
/* * 读取一一个输入入字符
*/
private char readChar() {
char ch='0';
do {
try {
ch = (char)System.in.read();
} catch (IOException e) {
深度优先搜索算法
深度优先搜索算法
深度优先搜索算法是一种经典的算法,它在计算机科学领域中被
广泛应用。深度优先搜索算法通过沿着一个分支尽可能的往下搜索,
直到搜索到所有分支的末端后,返回上一层节点,再继续往下搜索其
它分支。在搜索过程中,深度优先搜索算法采用递归的方式进行,它
的工作原理与树的先序遍历算法相似。本文将介绍深度优先搜索算法
的基本原理、应用场景、实现方式及其优缺点等内容。
一、深度优先搜索算法的基本原理
深度优先搜索算法是一种基于贪心法的搜索算法,它的目标是在
搜索过程中尽可能的向下搜索,直到遇到死路或者找到了目标节点。
当搜索到一个节点时,首先将该节点标记为已访问。然后从它的相邻
节点中选择一个未被访问过的节点继续搜索。如果没有未被访问过的
节点,就返回到前一个节点,从该节点的其它相邻节点开始继续搜索。这样不断地递归下去,直到搜索到目标节点或者搜索完所有的节点。
深度优先搜索算法的实现方式通常是通过递归函数的方式进行。假设我们要搜索一棵树,从根节点开始进行深度优先搜索。可以采用以下的伪代码:
```
function depthFirstSearch(node):
//标记节点为已访问
node.visited = true
//递归搜索该节点的相邻节点
for each adjacentNode in node.adjacentNodes:
if adjacentNode.visited == false:
depthFirstSearch(adjacentNode)
```
这段代码表示了深度优先搜索算法的基本思想。在搜索过程中,首先将当前节点标记为已访问,然后递归搜索该节点的相邻节点。如
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深度优先遍历
一、实验目的
了解深度优先遍历的基本概念以及实现方式。
二、实验内容
1、设计一个算法来对图的进行深度优先遍历;
2、用C语言编程来实现此算法。用下面的实例来调试程序:
三、使用环境
Xcode编译器
四、编程思路
深度优先遍历图的方法是,从邻接矩阵出发:访问顶点v;依次从v的未被访问的邻接点出发,对图进行深度优先遍历;直至图中和v有路径相通的顶点都被访问;构造一个遍历辅助矩阵visited[]进行比较若此时图中尚有顶点未被访问,则从一个未被访问的顶点出发,重新进行深度优先遍历,直到图中所有顶点均被访问过为止,并将顶点信息存储在数组Q[]里面。反复搜索可以通过使用函数的嵌套来实现。
五、调试过程
1.程序代码:
//为方便调试,程序清晰直观删除了邻接矩阵的构造函数,
//并且修改了main()函数,只保留了DFS函数
#include
#define N 4 //定义顶点数
int a[N][N]=
{
{0,1,1,1}
,{1,0,0,0}
,{1,0,0,1}
,{1,0,0,1}
}; //邻接矩阵由之前程序函给出
int visited[N]={0}; //遍历比较的辅助矩阵,初始化为0矩阵int Q[N]; //用来存储各个顶点的信息
static int last=-1;
void DFS(int G[][N], int s)
{
visited[s] = 1;
Q[++last]=s;
for (int i=0;i { if (G[s][i]==1) { if(visited[i] == 0) DFS(G,i); //函数嵌套,完成一次搜索,指向下一个顶点 } } } int main() { DFS(a,0); printf("深度优先搜索为\n"); for (int i=0;i printf("%d ",Q[i]+1); return 0; }2.运行窗口: 输出结果为各顶点按深度优先遍历的排序。