实验四:图的深度优先与广度优先遍历
图的遍历 实验报告
图的遍历实验报告一、引言图是一种非线性的数据结构,由一组节点(顶点)和节点之间的连线(边)组成。
图的遍历是指按照某种规则依次访问图中的每个节点,以便获取或处理节点中的信息。
图的遍历在计算机科学领域中有着广泛的应用,例如在社交网络中寻找关系紧密的人员,或者在地图中搜索最短路径等。
本实验旨在通过实际操作,掌握图的遍历算法。
在本实验中,我们将实现两种常见的图的遍历算法:深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS),并比较它们的差异和适用场景。
二、实验目的1. 理解和掌握图的遍历算法的原理与实现;2. 比较深度优先搜索和广度优先搜索的差异;3. 掌握图的遍历算法在实际问题中的应用。
三、实验步骤实验材料1. 计算机;2. 编程环境(例如Python、Java等);3. 支持图操作的相关库(如NetworkX)。
实验流程1. 初始化图数据结构,创建节点和边;2. 实现深度优先搜索算法;3. 实现广度优先搜索算法;4. 比较两种算法的时间复杂度和空间复杂度;5. 比较两种算法的遍历顺序和适用场景;6. 在一个具体问题中应用图的遍历算法。
四、实验结果1. 深度优先搜索(DFS)深度优先搜索是一种通过探索图的深度来遍历节点的算法。
具体实现时,我们可以使用递归或栈来实现深度优先搜索。
算法的基本思想是从起始节点开始,选择一个相邻节点进行探索,直到达到最深的节点为止,然后返回上一个节点,再继续探索其他未被访问的节点。
2. 广度优先搜索(BFS)广度优先搜索是一种逐层遍历节点的算法。
具体实现时,我们可以使用队列来实现广度优先搜索。
算法的基本思想是从起始节点开始,依次遍历当前节点的所有相邻节点,并将这些相邻节点加入队列中,然后再依次遍历队列中的节点,直到队列为空。
3. 时间复杂度和空间复杂度深度优先搜索和广度优先搜索的时间复杂度和空间复杂度如下表所示:算法时间复杂度空间复杂度深度优先搜索O(V+E) O(V)广度优先搜索O(V+E) O(V)其中,V表示节点的数量,E表示边的数量。
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 深度优先搜索和⼴度优先搜索都是图的遍历算法。
⼀、深度优先搜索(Depth First Search) 1、介绍 深度优先搜索(DFS),顾名思义,在进⾏遍历或者说搜索的时候,选择⼀个没有被搜过的结点(⼀般选择顶点),按照深度优先,⼀直往该结点的后续路径结点进⾏访问,直到该路径的最后⼀个结点,然后再从未被访问的邻结点进⾏深度优先搜索,重复以上过程,直⾄所有点都被访问,遍历结束。
⼀般步骤:(1)访问顶点v;(2)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;(3)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。
可以看出,深度优先算法使⽤递归即可实现。
2、⽆向图的深度优先搜索 下⾯以⽆向图为例,进⾏深度优先搜索遍历: 遍历过程: 所以遍历结果是:A→C→B→D→F→G→E。
3、有向图的深度优先搜索 下⾯以有向图为例,进⾏深度优先遍历: 遍历过程: 所以遍历结果为:A→B→C→E→D→F→G。
⼆、⼴度优先搜索(Breadth First Search) 1、介绍 ⼴度优先搜索(BFS)是图的另⼀种遍历⽅式,与DFS相对,是以⼴度优先进⾏搜索。
简⾔之就是先访问图的顶点,然后⼴度优先访问其邻接点,然后再依次进⾏被访问点的邻接点,⼀层⼀层访问,直⾄访问完所有点,遍历结束。
2、⽆向图的⼴度优先搜索 下⾯是⽆向图的⼴度优先搜索过程: 所以遍历结果为:A→C→D→F→B→G→E。
3、有向图的⼴度优先搜索 下⾯是有向图的⼴度优先搜索过程: 所以遍历结果为:A→B→C→E→F→D→G。
三、两者实现⽅式对⽐ 深度优先搜索⽤栈(stack)来实现,整个过程可以想象成⼀个倒⽴的树形:把根节点压⼊栈中。
每次从栈中弹出⼀个元素,搜索所有在它下⼀级的元素,把这些元素压⼊栈中。
并把这个元素记为它下⼀级元素的前驱。
图的遍历的实验报告
图的遍历的实验报告图的遍历的实验报告一、引言图是一种常见的数据结构,它由一组节点和连接这些节点的边组成。
图的遍历是指从图中的某个节点出发,按照一定的规则依次访问图中的所有节点。
图的遍历在许多实际问题中都有广泛的应用,例如社交网络分析、路线规划等。
本实验旨在通过实际操作,深入理解图的遍历算法的原理和应用。
二、实验目的1. 掌握图的遍历算法的基本原理;2. 实现图的深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)算法;3. 比较并分析DFS和BFS算法的时间复杂度和空间复杂度。
三、实验过程1. 实验环境本实验使用Python编程语言进行实验,使用了networkx库来构建和操作图。
2. 实验步骤(1)首先,我们使用networkx库创建一个包含10个节点的无向图,并添加边以建立节点之间的连接关系。
(2)接下来,我们实现深度优先搜索算法。
深度优先搜索从起始节点开始,依次访问与当前节点相邻的未访问过的节点,直到遍历完所有节点或无法继续访问为止。
(3)然后,我们实现广度优先搜索算法。
广度优先搜索从起始节点开始,先访问与当前节点相邻的所有未访问过的节点,然后再访问这些节点的相邻节点,依此类推,直到遍历完所有节点或无法继续访问为止。
(4)最后,我们比较并分析DFS和BFS算法的时间复杂度和空间复杂度。
四、实验结果经过实验,我们得到了如下结果:(1)DFS算法的时间复杂度为O(V+E),空间复杂度为O(V)。
(2)BFS算法的时间复杂度为O(V+E),空间复杂度为O(V)。
其中,V表示图中的节点数,E表示图中的边数。
五、实验分析通过对DFS和BFS算法的实验结果进行分析,我们可以得出以下结论:(1)DFS算法和BFS算法的时间复杂度都是线性的,与图中的节点数和边数呈正比关系。
(2)DFS算法和BFS算法的空间复杂度也都是线性的,与图中的节点数呈正比关系。
但是,DFS算法的空间复杂度比BFS算法小,因为DFS算法只需要保存当前路径上的节点,而BFS算法需要保存所有已访问过的节点。
数据结构实训实验报告
一、实验背景数据结构是计算机科学中一个重要的基础学科,它研究如何有效地组织和存储数据,并实现对数据的检索、插入、删除等操作。
为了更好地理解数据结构的概念和原理,我们进行了一次数据结构实训实验,通过实际操作来加深对数据结构的认识。
二、实验目的1. 掌握常见数据结构(如线性表、栈、队列、树、图等)的定义、特点及操作方法。
2. 熟练运用数据结构解决实际问题,提高算法设计能力。
3. 培养团队合作精神,提高实验报告撰写能力。
三、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 线性表(1)实现线性表的顺序存储和链式存储。
(2)实现线性表的插入、删除、查找等操作。
2. 栈与队列(1)实现栈的顺序存储和链式存储。
(2)实现栈的入栈、出栈、判断栈空等操作。
(3)实现队列的顺序存储和链式存储。
(4)实现队列的入队、出队、判断队空等操作。
3. 树与图(1)实现二叉树的顺序存储和链式存储。
(2)实现二叉树的遍历、查找、插入、删除等操作。
(3)实现图的邻接矩阵和邻接表存储。
(4)实现图的深度优先遍历和广度优先遍历。
4. 算法设计与应用(1)实现冒泡排序、选择排序、插入排序等基本排序算法。
(2)实现二分查找算法。
(3)设计并实现一个简单的学生成绩管理系统。
四、实验步骤1. 熟悉实验要求,明确实验目的和内容。
2. 编写代码实现实验内容,对每个数据结构进行测试。
3. 对实验结果进行分析,总结实验过程中的问题和经验。
4. 撰写实验报告,包括实验目的、内容、步骤、结果分析等。
五、实验结果与分析1. 线性表(1)顺序存储的线性表实现简单,但插入和删除操作效率较低。
(2)链式存储的线性表插入和删除操作效率较高,但存储空间占用较大。
2. 栈与队列(1)栈和队列的顺序存储和链式存储实现简单,但顺序存储空间利用率较低。
(2)栈和队列的入栈、出队、判断空等操作实现简单,但需要考虑数据结构的边界条件。
3. 树与图(1)二叉树和图的存储结构实现复杂,但能够有效地表示和处理数据。
数据结构课设——有向图的深度、广度优先遍历及拓扑排序
数据结构课设——有向图的深度、⼴度优先遍历及拓扑排序任务:给定⼀个有向图,实现图的深度优先, ⼴度优先遍历算法,拓扑有序序列,并输出相关结果。
功能要求:输⼊图的基本信息,并建⽴图存储结构(有相应提⽰),输出遍历序列,然后进⾏拓扑排序,并测试该图是否为有向⽆环图,并输出拓扑序列。
按照惯例,先上代码,注释超详细:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<malloc.h>#pragma warning(disable:4996)#define Max 20//定义数组元素最⼤个数(顶点最⼤个数)typedef struct node//边表结点{int adjvex;//该边所指向结点对应的下标struct node* next;//该边所指向下⼀个结点的指针}eNode;typedef struct headnode//顶点表结点{int in;//顶点⼊度char vertex;//顶点数据eNode* firstedge;//指向第⼀条边的指针,边表头指针}hNode;typedef struct//邻接表(图){hNode adjlist[Max];//以数组的形式存储int n, e;//顶点数,边数}linkG;//以邻接表的存储结构创建图linkG* creat(linkG* g){int i, k;eNode* s;//边表结点int n1, e1;char ch;g = (linkG*)malloc(sizeof(linkG));//申请结点空间printf("请输⼊顶点数和边数:");scanf("%d%d", &n1, &e1);g->n = n1;g->e = e1;printf("顶点数:%d 边数:%d\n", g->n, g->e);printf("请输⼊顶点信息(字母):");getchar();//因为接下来要输⼊字符串,所以getchar⽤于承接上⼀条命令的结束符for (i = 0; i < n1; i++){scanf("%c", &ch);g->adjlist[i].vertex = ch;//获得该顶点数据g->adjlist[i].firstedge = NULL;//第⼀条边设为空}printf("\n打印顶点下标及顶点数据:\n");for (i = 0; i < g->n; i++)//循环打印顶点下标及顶点数据{printf("顶点下标:%d 顶点数据:%c\n", i, g->adjlist[i].vertex);}getchar();int i1, j1;//相连接的两个顶点序号for (k = 0; k < e1; k++)//建⽴边表{printf("请输⼊对<i,j>(空格分隔):");scanf("%d%d", &i1, &j1);s = (eNode*)malloc(sizeof(eNode));//申请边结点空间s->adjvex = j1;//边所指向结点的位置,下标为j1s->next = g->adjlist[i1].firstedge;//将当前s的指针指向当前顶点上指向的结点g->adjlist[i1].firstedge = s;//将当前顶点的指针指向s}return g;//返回指针g}int visited[Max];//标记是否访问void DFS(linkG* g, int i)//深度优先遍历{eNode* p;printf("%c ", g->adjlist[i].vertex);visited[i] = 1;//将已访问过的顶点visited值改为1p = g->adjlist[i].firstedge;//p指向顶点i的第⼀条边while (p)//p不为NULL时(边存在){if (visited[p->adjvex] != 1)//如果没有被访问DFS(g, p->adjvex);//递归}p = p->next;//p指向下⼀个结点}}void DFSTravel(linkG* g)//遍历⾮连通图{int i;printf("深度优先遍历;\n");//printf("%d\n",g->n);for (i = 0; i < g->n; i++)//初始化为0{visited[i] = 0;}for (i = 0; i < g->n; i++)//对每个顶点做循环{if (!visited[i])//如果没有被访问{DFS(g, i);//调⽤DFS函数}}}void BFS(linkG* g, int i)//⼴度优先遍历{int j;eNode* p;int q[Max], front = 0, rear = 0;//建⽴顺序队列⽤来存储,并初始化printf("%c ", g->adjlist[i].vertex);visited[i] = 1;//将已经访问过的改成1rear = (rear + 1) % Max;//普通顺序队列的话,这⾥是rear++q[rear] = i;//当前顶点(下标)队尾进队while (front != rear)//队列⾮空{front = (front + 1) % Max;//循环队列,顶点出队j = q[front];p = g->adjlist[j].firstedge;//p指向出队顶点j的第⼀条边while (p != NULL){if (visited[p->adjvex] == 0)//如果未被访问{printf("%c ", g->adjlist[p->adjvex].vertex);visited[p->adjvex] = 1;//将该顶点标记数组值改为1rear = (rear + 1) % Max;//循环队列q[rear] = p->adjvex;//该顶点进队}p = p->next;//指向下⼀个结点}}}void BFSTravel(linkG* g)//遍历⾮连通图{int i;printf("⼴度优先遍历:\n");for (i = 0; i < g->n; i++)//初始化为0{visited[i] = 0;}for (i = 0; i < g->n; i++)//对每个顶点做循环{if (!visited[i])//如果没有被访问过{BFS(g, i);//调⽤BFS函数}}}//因为拓扑排序要求⼊度为0,所以需要先求出每个顶点的⼊度void inDegree(linkG* g)//求图顶点⼊度{eNode* p;int i;for (i = 0; i < g->n; i++)//循环将顶点⼊度初始化为0{g->adjlist[i].in = 0;}for (i = 0; i < g->n; i++)//循环每个顶点{p = g->adjlist[i].firstedge;//获取第i个链表第1个边结点指针while (p != NULL)///当p不为空(边存在){g->adjlist[p->adjvex].in++;//该边终点结点⼊度+1p = p->next;//p指向下⼀个边结点}printf("顶点%c的⼊度为:%d\n", g->adjlist[i].vertex, g->adjlist[i].in);}void topo_sort(linkG *g)//拓扑排序{eNode* p;int i, k, gettop;int top = 0;//⽤于栈指针的下标索引int count = 0;//⽤于统计输出顶点的个数int* stack=(int *)malloc(g->n*sizeof(int));//⽤于存储⼊度为0的顶点for (i=0;i<g->n;i++)//第⼀次搜索⼊度为0的顶点{if (g->adjlist[i].in==0){stack[++top] = i;//将⼊度为0的顶点进栈}}while (top!=0)//当栈不为空时{gettop = stack[top--];//出栈,并保存栈顶元素(下标)printf("%c ",g->adjlist[gettop].vertex);count++;//统计顶点//接下来是将邻接点的⼊度减⼀,并判断该点⼊度是否为0p = g->adjlist[gettop].firstedge;//p指向该顶点的第⼀条边的指针while (p)//当p不为空时{k = p->adjvex;//相连接的顶点(下标)g->adjlist[k].in--;//该顶点⼊度减⼀if (g->adjlist[k].in==0){stack[++top] = k;//如果⼊度为0,则进栈}p = p->next;//指向下⼀条边}}if (count<g->n)//如果输出的顶点数少于总顶点数,则表⽰有环{printf("\n有回路!\n");}free(stack);//释放空间}void menu()//菜单{system("cls");//清屏函数printf("************************************************\n");printf("* 1.建⽴图 *\n");printf("* 2.深度优先遍历 *\n");printf("* 3.⼴度优先遍历 *\n");printf("* 4.求出顶点⼊度 *\n");printf("* 5.拓扑排序 *\n");printf("* 6.退出 *\n");printf("************************************************\n");}int main(){linkG* g = NULL;int c;while (1){menu();printf("请选择:");scanf("%d", &c);switch (c){case1:g = creat(g); system("pause");break;case2:DFSTravel(g); system("pause");break;case3:BFSTravel(g); system("pause");break;case4:inDegree(g); system("pause");break;case5:topo_sort(g); system("pause");break;case6:exit(0);break;}}return0;}实验⽤图:运⾏结果:关于深度优先遍历 a.从图中某个顶点v 出发,访问v 。
图的遍历实验报告
图的遍历实验报告图的遍历实验报告一、引言图是一种常见的数据结构,广泛应用于计算机科学和其他领域。
图的遍历是指按照一定规则访问图中的所有节点。
本实验通过实际操作,探索了图的遍历算法的原理和应用。
二、实验目的1. 理解图的遍历算法的原理;2. 掌握深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)两种常用的图遍历算法;3. 通过实验验证图的遍历算法的正确性和效率。
三、实验过程1. 实验环境准备:在计算机上安装好图的遍历算法的实现环境,如Python编程环境;2. 实验数据准备:选择合适的图数据进行实验,包括图的节点和边的信息;3. 实验步骤:a. 根据实验数据,构建图的数据结构;b. 实现深度优先搜索算法;c. 实现广度优先搜索算法;d. 分别运行深度优先搜索和广度优先搜索算法,并记录遍历的结果;e. 比较两种算法的结果,分析其异同点;f. 对比算法的时间复杂度和空间复杂度,评估其性能。
四、实验结果与分析1. 实验结果:根据实验数据和算法实现,得到了深度优先搜索和广度优先搜索的遍历结果;2. 分析结果:a. 深度优先搜索:从起始节点出发,一直沿着深度方向遍历,直到无法继续深入为止。
该算法在遍历过程中可能产生较长的路径,但可以更快地找到目标节点,适用于解决一些路径搜索问题。
b. 广度优先搜索:从起始节点出发,按照层次顺序逐层遍历,直到遍历完所有节点。
该算法可以保证找到最短路径,但在遍历大规模图时可能需要较大的时间和空间开销。
五、实验总结1. 通过本次实验,我们深入理解了图的遍历算法的原理和应用;2. 掌握了深度优先搜索和广度优先搜索两种常用的图遍历算法;3. 通过实验验证了算法的正确性和效率;4. 在实际应用中,我们需要根据具体问题的需求选择合适的遍历算法,权衡时间复杂度和空间复杂度;5. 进一步研究和优化图的遍历算法,可以提高算法的性能和应用范围。
六、参考文献[1] Cormen, T. H., Leiserson, C. E., Rivest, R. L., & Stein, C. (2009). Introduction to Algorithms (3rd ed.). MIT Press.[2] Sedgewick, R., & Wayne, K. (2011). Algorithms (4th ed.). Addison-Wesley Professional.。
广度优先算法和深度优先算法
广度优先算法和深度优先算法
广度优先算法和深度优先算法是最常用的两种图遍历算法,它们都能
够遍历整个图的节点,但在具体应用场景中选择哪种算法需要根据实
际需求来判断。
广度优先算法(BFS)将当前节点的所有邻居节点都遍历一遍后再遍历下一层,可以确保找到最短路径。
具体实现方式是使用一个队列来存
储被访问过但还未被遍历过的节点,同一层的节点都在队列中,不同
层的节点通过队列的先进先出特性被访问。
BFS遍历图通常需要记录
每个节点是否被访问过,以防止重复遍历。
深度优先算法(DFS)是一种递归算法,从某一节点出发一直向下遍
历到底(即遍历到一个叶子节点),然后返回到上一层节点继续遍历,直到遍历完整个图。
DFS相较于BFS具有更好的空间复杂度,但不能
保证找到最短路径。
DFS遍历图时通常需要记录每个节点是否被访问过,并保证不重复访问。
广度优先算法和深度优先算法在选择上需要根据具体算法应用需求。
如果需要找到最短路径,则选择广度优先算法,如果需要搜索所有可
能路径,则选择深度优先算法。
例如,在迷宫的寻找最短路径场景中,BFS可以从迷宫入口出发,按照层级一层一层的向外扩展搜索,最终
一定能够找到终点,但会消耗较大的空间;而DFS则可以搜索所有可能的路径,但不能确保找到最短路径。
综上所述,广度优先算法和深度优先算法都各有优缺点,在选择上需要根据实际应用场景判断。
的遍历算法详解深度优先搜索与广度优先搜索
的遍历算法详解深度优先搜索与广度优先搜索的遍历算法详解——深度优先搜索与广度优先搜索遍历算法是计算机科学中常用的算法之一,用于按照一定规则遍历图或树的各个节点。
本文将详细介绍两种常用的遍历算法——深度优先搜索和广度优先搜索。
1. 深度优先搜索(Depth-First Search,DFS)深度优先搜索是一种先序遍历的算法,其主要思想是从某一个节点出发,优先访问它的所有邻接节点,并递归地遍历各个邻接节点的邻接节点,直到到达没有未访问节点的情况,然后回溯到前一节点,重复上述过程,直到遍历完整个图或树。
深度优先搜索可以使用递归或栈来实现。
以递归方式实现的深度优先搜索算法如下:```procedure DFS(node):if node is null:returnvisit(node)node.visited = truefor each adj_node in node.adjacentNodes:if adj_node.visited is false:DFS(adj_node)```2. 广度优先搜索(Breadth-First Search,BFS)广度优先搜索是一种层序遍历的算法,其主要思想是从某一个节点出发,依次访问其所有邻接节点,然后再访问邻接节点的邻接节点,以此类推,直到遍历完整个图或树。
广度优先搜索可以使用队列来实现。
广度优先搜索算法如下:```procedure BFS(start_node):queue = new Queue()start_node.visited = trueenqueue(queue, start_node)while queue is not empty:node = dequeue(queue)visit(node)for each adj_node in node.adjacentNodes:if adj_node.visited is false:adj_node.visited = trueenqueue(queue, adj_node)```深度优先搜索和广度优先搜索各自有其应用场景。
浅析深度优先和广度优先遍历实现过程、区别及使用场景
浅析深度优先和⼴度优先遍历实现过程、区别及使⽤场景⼀、什么是深度/⼴度优先遍历? 深度优先遍历简称DFS(Depth First Search),⼴度优先遍历简称BFS(Breadth First Search),它们是遍历图当中所有顶点的两种⽅式。
这两种遍历⽅式有什么不同呢?我们来举个栗⼦: 我们来到⼀个游乐场,游乐场⾥有11个景点。
我们从景点0开始,要玩遍游乐场的所有景点,可以有什么样的游玩次序呢?1、深度优先遍历 第⼀种是⼀头扎到底的玩法。
我们选择⼀条⽀路,尽可能不断地深⼊,如果遇到死路就往回退,回退过程中如果遇到没探索过的⽀路,就进⼊该⽀路继续深⼊。
在图中,我们⾸先选择景点1的这条路,继续深⼊到景点7、景点8,终于发现⾛不动了: 于是,我们退回到景点7,然后探索景点10,⼜⾛到了死胡同。
于是,退回到景点1,探索景点9: 按照这个思路,我们再退回到景点0,后续依次探索景点2、3、5、4、发现相邻的都玩过了,再回退到3,再接着玩6,终于玩遍了整个游乐场: 具体次序如下图,景点旁边的数字代表探索次序。
当然还可以有别的排法。
像这样先深⼊探索,⾛到头再回退寻找其他出路的遍历⽅式,就叫做深度优先遍历(DFS)。
这⽅式看起来很像⼆叉树的前序遍历。
没错,其实⼆叉树的前序、中序、后序遍历,本质上也可以认为是深度优先遍历。
2、⼴度优先遍历 除了像深度优先遍历这样⼀头扎到底的玩法以外,我们还有另⼀种玩法:⾸先把起点相邻的⼏个景点玩遍,然后去玩距离起点稍远⼀些(隔⼀层)的景点,然后再去玩距离起点更远⼀些(隔两层)的景点… 在图中,我们⾸先探索景点0的相邻景点1、2、3、4: 接着,我们探索与景点0相隔⼀层的景点7、9、5、6: 最后,我们探索与景点0相隔两层的景点8、10: 像这样⼀层⼀层由内⽽外的遍历⽅式,就叫做⼴度优先遍历(BFS)。
这⽅式看起来很像⼆叉树的层序遍历。
没错,其实⼆叉树的层序遍历,本质上也可以认为是⼴度优先遍历。
图的遍历算法实验报告
图的遍历算法实验报告
《图的遍历算法实验报告》
在计算机科学领域,图的遍历算法是一种重要的算法,它用于在图数据结构中
访问每个顶点和边。
图的遍历算法有两种常见的方法:深度优先搜索(DFS)
和广度优先搜索(BFS)。
在本实验中,我们将对这两种算法进行实验,并比较
它们的性能和应用场景。
首先,我们使用深度优先搜索算法对一个简单的无向图进行遍历。
通过实验结
果可以看出,DFS算法会首先访问一个顶点的所有邻居,然后再递归地访问每
个邻居的邻居,直到图中所有的顶点都被访问到。
这种算法在一些应用场景中
非常有效,比如寻找图中的连通分量或者寻找图中的环路。
接下来,我们使用广度优先搜索算法对同样的无向图进行遍历。
通过实验结果
可以看出,BFS算法会首先访问一个顶点的所有邻居,然后再按照距离递增的
顺序访问每个邻居的邻居。
这种算法在一些应用场景中也非常有效,比如寻找
图中的最短路径或者寻找图中的最小生成树。
通过对比实验结果,我们可以发现DFS和BFS算法各自的优势和劣势。
DFS算
法适合用于寻找图中的连通分量和环路,而BFS算法适合用于寻找最短路径和
最小生成树。
因此,在实际应用中,我们需要根据具体的需求来选择合适的算法。
总的来说,图的遍历算法是计算机科学中非常重要的算法之一,它在许多领域
都有着广泛的应用。
通过本次实验,我们对DFS和BFS算法有了更深入的了解,并且对它们的性能和应用场景有了更清晰的认识。
希望通过这篇实验报告,读
者们也能对图的遍历算法有更深入的理解和认识。
图的遍历(深度优先遍历和广度优先遍历)
遍历规则 从图中某结点v0出发,深度优先遍历(DFS: Depth First Search)图的规则为: 访问v0; 对v0的各个出点v01,v02,…,v0m,每次从它们中按一定方式(也可任选)选取一个未被访问过的结点,从该结点出发按深度优先遍历方式遍历。 然,因为我们没有规定对出点的遍历次序,所以,图的深度优先遍历结果一般不唯一。
20.2 深度优先遍历
例如,对图 20‑1给出的有向图与无向图,一些遍历结果(结点访问次序)为: 左图:从1出发:1,2,4,5;或1,5,2,4 从2出发:2,1,5,4;或2,4,1,5 右图:从a出发:a,b,c,d;或a,b,d,c; … …
A 如果不想让visited或top做为函数参数,也可以在函数中将其定义为static型量。但是,这样的程序是不可再入的,即函数再次被调用时,static型的量也不重新初始化,造成错误!
上面函数中的参数visited和top实质上是中间变量,只是为了避免在递归调用时重新初始化而放在参数表中,造成使用的不方便,为此,做个包装程序: long DFS1(int g[][CNST_NumNodes], long n, long v0, long *resu ) { char *visited; long top=0; visited = new char[n]; for (long i=0; i<n; i++) visited[i]=0; long num=DFS1( g, n, v0, visited, resu, top ); delete visited; return num; }
深度优先遍历非递归算法的一般性描述。
long DFS_NR(图g,结点v0)
单击此处可添加副标题
数据结构实验四图的深度优先与广度优先遍历
天津理工大学实验报告学院(系)名称:计算机与通信工程学院姓名学号专业计算机科学与技术班级2009级1班实验项目实验四图的深度优先与广度优先遍历课程名称数据结构与算法课程代码实验时间2011年5月12日第5-8节实验地点7号楼215 批改意见成绩教师签字:实验四图的深度优先与广度优先遍历实验时间:2011年5月12日,12:50 -15:50(地点:7-215)实验目的:理解图的逻辑特点;掌握理解图的两种主要存储结构(邻接矩阵和邻接表),掌握图的构造、深度优先遍历、广度优先遍历算法。
具体实验题目:(任课教师根据实验大纲自己指定)每位同学按下述要求实现相应算法:根据从键盘输入的数据创建图(图的存储结构可采用邻接矩阵或邻接表),并对图进行深度优先搜索和广度优先搜索1)问题描述:在主程序中提供下列菜单:1…图的建立2…深度优先遍历图3…广度优先遍历图0…结束2)实验要求:图的存储可采用邻接表或邻接矩阵;定义下列过程:CreateGraph(): 按从键盘的数据建立图DFSGrahp():深度优先遍历图BFSGrahp():广度优先遍历图实验报告格式及要求:按学校印刷的实验报告模版书写。
(具体要求见四)实验思路:首先,定义邻接矩阵和图的类型,定义循环队列来存储,本程序中只给出了有向图的两种遍历,定义深度优先搜索和广度优先搜索的函数,和一些必要的函数,下面的程序中会有说明,然后是函数及运行结果!#include<iostream>#include<cstdlib>using namespace std;#define MAX_VERTEX_NUM 20//最大顶点数#define MaxSize 100bool visited[MAX_VERTEX_NUM];enum GraphKind{AG,AN,DG,DN};//图的种类,无向图,无向网络,有向图,有向网络struct ArcNode{int adjvex;ArcNode * nextarc;};struct VNode{int data;ArcNode * firstarc;};struct Graph{VNode vertex[MAX_VERTEX_NUM];int vexnum,arcnum;//顶点数,弧数GraphKind kind;//图的类型};struct SeqQueue{int *base;int front,rear;SeqQueue InitQueue(){//循环队列初始化SeqQueue Q;Q.base = new int;Q.front=0;Q.rear=0;return Q;}void DeQueue(SeqQueue &Q,int &u){//出队操作u = *(Q.base+Q.front);Q.front = (Q.front+1)%MaxSize;}int QueueFull(SeqQueue Q){//判断循环队列是否满return (Q.front==(Q.rear+1)%MaxSize)?1:0;}void EnQueue(SeqQueue &Q,int x){//入队操作if(QueueFull(Q)){cout<<"队满,入队操作失败!"<<endl;exit(0);}*(Q.base+Q.rear) = x;Q.rear = (Q.rear+1)%MaxSize;void CreateDG(Graph & G,int n,int e){//初始化邻接表头结点int j;for(int i=0;i<n;++i){G.vertex[i].data=i;G.vertex[i].firstarc=NULL;}for(i=0;i<e;++i){cin>>i>>j;//输入边的信息ArcNode* s;s= new ArcNode;s->adjvex = j;s->nextarc = G.vertex[i].firstarc;G.vertex[i].firstarc = s;}}void Visit(Graph G,int u){cout<<G.vertex[u].data<<" ";}int FirstAdjVex(Graph G,int v){if(G.vertex[v].firstarc)return G.vertex[v].firstarc->adjvex;elsereturn -1;}int NextAdjVex(Graph G,int v,int w){ArcNode* p = G.vertex[v].firstarc;while(p->adjvex!=w)p = p->nextarc;if(p->nextarc)return p->nextarc->adjvex;elsereturn -1;}void DFSGrahp(Graph G,int v){visited[v]=true;Visit(G,v);//访问顶点V,对从未访问过的邻接点w递归调用DFS for(int w=FirstAdjVex(G,v);w!=0;w=NextAdjVex(G,v,w))if(!visited[w]) DFSGrahp(G,w);}void DFSTraverse(Graph G){//对图G做深度优先搜索for(int v=0;v<G.vexnum;++v)visited[v]=false;//初始化访问标志数组visitedfor(v=0;v<G.vexnum;++v)if(!visited[v]) DFSGrahp(G,v);//对尚未访问的顶点v调用DFS }void BFSGrahp(Graph G){//图的广度优先搜索SeqQueue Q;Q=InitQueue();int u;for(int v=0;v<G.vexnum;++v)if(!visited[G,v]){EnQueue(Q,v);//v入队列while(!((Q.front==Q.rear)?1:0)){DeQueue(Q,u);//对首元素出队,赋给uvisited[u]=true;Visit(G,u);for(int w=FirstAdjVex(G,u);w!=0;w=NextAdjVex(G,u,w)) //u的未访问过的邻接点w入队列if(!visited[w])EnQueue(Q,w);}}}int main(){Graph p;int n,e;cout<<"输入图的顶点及边数:"<<endl;cin>>n>>e;cout<<"创建图:"<<endl;CreateDG(p,n,e);cout<<"图的优先深度结果为:"<<endl;DFSTraverse(p);cout<<"图的广度优先结果为:"<<endl;BFSGrahp(p);printf("结果如上所示!\n");return 0;}。
广度优先和深度优先算法
广度优先和深度优先算法在计算机科学领域,算法是一种基础性的概念。
算法是计算机解决问题的一种方式,它是一系列定义明确的步骤,用于解决特定的问题。
在这些步骤中,计算机可以遵循一些常规的规则和指令来进行操作。
很多人都听说过“广度优先算法”和“深度优先算法”,这两种算法的应用范围广泛,同时也是面试中经常被提及的问题。
接下来,我们将介绍这两种算法的原理和应用。
广度优先算法(BFS)广度优先算法是一种图形算法,它是从根节点开始,沿着树的层次顺序遍历图形。
在这种算法中,节点是按照它们在同一层中出现的顺序来访问的。
换句话说,首先访问当前节点的所有子节点,然后是这些子节点的所有子节点,以此类推。
例如,当我们想要在一个图形中找到最短路径时,我们就可以用广度优先算法。
在这种情况下,我们首先找到所有起点的邻居节点,然后再找到邻居节点的所有邻居节点,直到找到目标节点。
广度优先算法可以保证找到的路径是最短的。
深度优先算法(DFS)深度优先算法是另一种遍历图形的算法。
它是通过在树的深度方向移动来遍历整个图形的。
在这种算法中,每个节点都会被遍历一次。
当一个节点被访问时,算法会继续访问下一个子节点,直到到达叶子节点为止。
如果一个叶子节点被访问完毕,则算法会回退到上一个节点,开始访问下一个节点。
当我们需要在一个图形中查找深度路径时,就可以使用深度优先算法。
在这种情况下,我们从一个起点开始,一直找到最深的节点为止,然后回溯到上一个节点,开始查找下一个分支。
这种算法可以用于生成迷宫和拓扑排序等问题。
应用广度优先算法和深度优先算法在计算机科学中有广泛的应用。
例如,在人工智能、机器学习和网络搜索等领域,广度优先算法和深度优先算法都被广泛使用。
广度优先算法可以用于查找最短路径,搜索连通性,生成拓扑排序等问题。
例如,在网络爬虫中,广度优先搜索可以帮助我们查找网页链接。
在人工智能领域,广度优先搜索可以用于解决一些复杂的问题,例如连通性问题和搜索问题。
实验四 图的遍历算法
实验四图的遍历算法4.1.实验的问题与要求1.如何对给定图的每个顶点各做一次且仅做一次访问?有哪些方法可以实现图的遍历?2.如何用这些算法解决实际问题?3.熟练掌握图的基本存储方法4.熟练掌握图的两种搜索路径的遍历方法5.掌握有关图的操作算法并用高级语言实现4.2.实验的基本思想和基本原理和树的遍历类似,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。
遍历常用两种方法:深度优先搜索遍历;广度优先搜索遍历4.2.1 深度优先搜索(Depth-First Traversal)深度优先搜索是一种递归的过程,正如算法名称那样,深度优先搜索所遵循的搜索策略是尽可能“深”地搜索图。
在深度优先搜索中,对于最新发现的顶点,如果它还有以此为起点而未探测到的边,就沿此边继续下去。
当结点v的所有边都己被探寻过,搜索将回溯到发现结点v有那条边的始结点。
这一过程一直进行到已发现从源结点可达的所有结点为止。
如果还存在未被发现的结点,则选择其中一个作为源结点并重复以上过程,整个进程反复进行直到所有结点都被发现为止。
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。
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的比较深度优先搜索和广度优先搜索各自有着不同的优缺点,适用于不同的场景。
深度优先搜索的优点是在空间复杂度较低的情况下找到解,但可能陷入无限循环,搜索路径不一定是最短的。
广度优先搜索能找到最短路径,但需要保存所有搜索过的节点,空间复杂度较高。
需要根据实际问题选择合适的搜索算法,例如在求最短路径问题中,广度优先搜索更加合适;而在解决连通分量问题时,深度优先搜索更为适用。
深度优先遍历算法和广度优先遍历算法实验小结
深度优先遍历算法和广度优先遍历算法实验小结一、引言在计算机科学领域,图的遍历是一种基本的算法操作。
深度优先遍历算法(Depth First Search,DFS)和广度优先遍历算法(Breadth First Search,BFS)是两种常用的图遍历算法。
它们在解决图的连通性和可达性等问题上具有重要的应用价值。
本文将从理论基础、算法原理、实验设计和实验结果等方面对深度优先遍历算法和广度优先遍历算法进行实验小结。
二、深度优先遍历算法深度优先遍历算法是一种用于遍历或搜索树或图的算法。
该算法从图的某个顶点开始遍历,沿着一条路径一直向前直到不能再继续前进为止,然后退回到上一个节点,尝试下一个节点,直到遍历完整个图。
深度优先遍历算法通常使用栈来实现。
以下是深度优先遍历算法的伪代码:1. 创建一个栈并将起始节点压入栈中2. 将起始节点标记为已访问3. 当栈不为空时,执行以下步骤:a. 弹出栈顶节点,并访问该节点b. 将该节点尚未访问的邻居节点压入栈中,并标记为已访问4. 重复步骤3,直到栈为空三、广度优先遍历算法广度优先遍历算法是一种用于遍历或搜索树或图的算法。
该算法从图的某个顶点开始遍历,先访问起始节点的所有相邻节点,然后再依次访问这些相邻节点的相邻节点,依次类推,直到遍历完整个图。
广度优先遍历算法通常使用队列来实现。
以下是广度优先遍历算法的伪代码:1. 创建一个队列并将起始节点入队2. 将起始节点标记为已访问3. 当队列不为空时,执行以下步骤:a. 出队一个节点,并访问该节点b. 将该节点尚未访问的邻居节点入队,并标记为已访问4. 重复步骤3,直到队列为空四、实验设计本次实验旨在通过编程实现深度优先遍历算法和广度优先遍历算法,并通过对比它们在不同图结构下的遍历效果,验证其算法的正确性和有效性。
具体实验设计如下:1. 实验工具:使用Python编程语言实现深度优先遍历算法和广度优先遍历算法2. 实验数据:设计多组图结构数据,包括树、稠密图、稀疏图等3. 实验环境:在相同的硬件环境下运行实验程序,确保实验结果的可比性4. 实验步骤:编写程序实现深度优先遍历算法和广度优先遍历算法,进行多次实验并记录实验结果5. 实验指标:记录每种算法的遍历路径、遍历时间和空间复杂度等指标,进行对比分析五、实验结果在不同图结构下,经过多次实验,分别记录了深度优先遍历算法和广度优先遍历算法的实验结果。
图的遍历操作实验报告
图的遍历操作实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解图的遍历操作的基本原理和方法,并通过实际编程实现,掌握图的深度优先遍历(DepthFirst Search,DFS)和广度优先遍历(BreadthFirst Search,BFS)算法,比较它们在不同类型图中的性能和应用场景。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python,开发环境为 PyCharm。
实验中使用的数据结构为邻接表来表示图。
三、实验原理(一)深度优先遍历深度优先遍历是一种递归的图遍历算法。
它从起始节点开始,沿着一条路径尽可能深地访问节点,直到无法继续,然后回溯到上一个未完全探索的节点,继续探索其他分支。
(二)广度优先遍历广度优先遍历则是一种逐层访问的算法。
它从起始节点开始,先访问起始节点的所有相邻节点,然后再依次访问这些相邻节点的相邻节点,以此类推,逐层展开。
四、实验步骤(一)数据准备首先,定义一个图的邻接表表示。
例如,对于一个简单的有向图,可以使用以下方式创建邻接表:```pythongraph ={'A':'B','C','B':'D','E','C':'F','D':,'E':,'F':}```(二)深度优先遍历算法实现```pythondef dfs(graph, start, visited=None):if visited is None:visited = set()visitedadd(start)print(start)for next_node in graphstart:if next_node not in visited:dfs(graph, next_node, visited)```(三)广度优先遍历算法实现```pythonfrom collections import deque def bfs(graph, start):visited ={start}queue = deque(start)while queue:node = queuepopleft()print(node)for next_node in graphnode:if next_node not in visited:visitedadd(next_node)queueappend(next_node)```(四)测试与分析分别使用深度优先遍历和广度优先遍历算法对上述示例图进行遍历,并记录遍历的顺序和时间开销。
深度优先算法与广度优先算法
深度优先算法与⼴度优先算法深度优先搜索和⼴度优先搜索,都是图形搜索算法,它两相似,⼜却不同,在应⽤上也被⽤到不同的地⽅。
这⾥拿⼀起讨论,⽅便⽐较。
⼀、深度优先搜索深度优先搜索属于图算法的⼀种,是⼀个针对图和树的遍历算法,英⽂缩写为DFS即Depth First Search。
深度优先搜索是图论中的经典算法,利⽤深度优先搜索算法可以产⽣⽬标图的相应拓扑排序表,利⽤拓扑排序表可以⽅便的解决很多相关的图论问题,如最⼤路径问题等等。
⼀般⽤堆数据结构来辅助实现DFS算法。
其过程简要来说是对每⼀个可能的分⽀路径深⼊到不能再深⼊为⽌,⽽且每个节点只能访问⼀次。
基本步奏(1)对于下⾯的树⽽⾔,DFS⽅法⾸先从根节点1开始,其搜索节点顺序是1,2,3,4,5,6,7,8(假定左分枝和右分枝中优先选择左分枝)。
(2)从stack中访问栈顶的点;(3)找出与此点邻接的且尚未遍历的点,进⾏标记,然后放⼊stack中,依次进⾏;(4)如果此点没有尚未遍历的邻接点,则将此点从stack中弹出,再按照(3)依次进⾏;(5)直到遍历完整个树,stack⾥的元素都将弹出,最后栈为空,DFS遍历完成。
⼆、⼴度优先搜索⼴度优先搜索(也称宽度优先搜索,缩写BFS,以下采⽤⼴度来描述)是连通图的⼀种遍历算法这⼀算法也是很多重要的图的算法的原型。
Dijkstra单源最短路径算法和Prim最⼩⽣成树算法都采⽤了和宽度优先搜索类似的思想。
其别名⼜叫BFS,属于⼀种盲⽬搜寻法,⽬的是系统地展开并检查图中的所有节点,以找寻结果。
换句话说,它并不考虑结果的可能位置,彻底地搜索整张图,直到找到结果为⽌。
基本过程,BFS是从根节点开始,沿着树(图)的宽度遍历树(图)的节点。
如果所有节点均被访问,则算法中⽌。
⼀般⽤队列数据结构来辅助实现BFS算法。
基本步奏(1)给出⼀连通图,如图,初始化全是⽩⾊(未访问);(2)搜索起点V1(灰⾊);(3)已搜索V1(⿊⾊),即将搜索V2,V3,V4(标灰);(4)对V2,V3,V4重复以上操作;(5)直到终点V7被染灰,终⽌;(6)最短路径为V1,V4,V7.作者:安然若知链接:https:///p/bff70b786bb6来源:简书简书著作权归作者所有,任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。
深度优先搜索和广度优先搜索的比较和应用场景
深度优先搜索和广度优先搜索的比较和应用场景在计算机科学中,深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)是两种常用的图搜索算法。
它们在解决许多问题时都能够发挥重要作用,但在不同的情况下具有不同的优势和适用性。
本文将对深度优先搜索和广度优先搜索进行比较和分析,并讨论它们在不同应用场景中的使用。
一、深度优先搜索(DFS)深度优先搜索是一种通过遍历图的深度节点来查找目标节点的算法。
它的基本思想是从起始节点开始,依次遍历该节点的相邻节点,直到到达目标节点或者无法继续搜索为止。
如果当前节点有未被访问的相邻节点,则选择其中一个作为下一个节点继续进行深度搜索;如果当前节点没有未被访问的相邻节点,则回溯到上一个节点,并选择其未被访问的相邻节点进行搜索。
深度优先搜索的主要优势是其在搜索树的深度方向上进行,能够快速达到目标节点。
它通常使用递归或栈数据结构来实现,代码实现相对简单。
深度优先搜索适用于以下情况:1. 图中的路径问题:深度优先搜索能够在图中找到一条路径是否存在。
2. 拓扑排序问题:深度优先搜索能够对有向无环图进行拓扑排序,找到图中节点的一个线性排序。
3. 连通性问题:深度优先搜索能够判断图中的连通分量数量以及它们的具体节点组合。
二、广度优先搜索(BFS)广度优先搜索是一种通过遍历图的广度节点来查找目标节点的算法。
它的基本思想是从起始节点开始,先遍历起始节点的所有相邻节点,然后再遍历相邻节点的相邻节点,以此类推,直到到达目标节点或者无法继续搜索为止。
广度优先搜索通常使用队列数据结构来实现。
广度优先搜索的主要优势是其在搜索树的广度方向上进行,能够逐层地搜索目标节点所在的路径。
它逐层扩展搜索,直到找到目标节点或者遍历完整个图。
广度优先搜索适用于以下情况:1. 最短路径问题:广度优先搜索能够在无权图中找到起始节点到目标节点的最短路径。
2. 网络分析问题:广度优先搜索能够在图中查找节点的邻居节点、度数或者群组。
三、深度优先搜索和广度优先搜索的比较深度优先搜索和广度优先搜索在以下方面有所不同:1. 搜索顺序:深度优先搜索按照深度优先的顺序进行搜索,而广度优先搜索按照广度优先的顺序进行搜索。
图遍历的演示实习报告
图遍历的演示实习报告在计算机科学中,图遍历是一种重要的操作,用于访问图中的节点和边。
为了更深入地理解图遍历的原理和应用,我进行了一次关于图遍历的演示实习。
图是由节点(也称为顶点)和连接节点的边组成的数据结构。
图遍历的目的是按照特定的顺序访问图中的所有节点。
常见的图遍历算法有深度优先搜索(DepthFirst Search,简称 DFS)和广度优先搜索(BreadthFirst Search,简称 BFS)。
在实习中,我首先选择了深度优先搜索算法进行演示。
深度优先搜索就像是在一个迷宫中,选择一条路一直走到底,直到无法前进,然后回溯。
为了实现深度优先搜索,我使用了递归的方法。
以下是一个简单的深度优先搜索的 Python 代码示例:```pythondef dfs(graph, node, visited=):if node not in visited:print(node)visitedappend(node)for neighbor in graphnode:dfs(graph, neighbor, visited)graph ={'A':'B','C','B':'A','D','E','C':'A','F','D':'B','E':'B','F','F':'C','E'}dfs(graph, 'A')```在这个示例中,`dfs`函数接受一个图(以邻接表的形式表示)、当前节点和一个已访问节点的列表作为参数。
如果当前节点未被访问过,就将其打印出来并标记为已访问,然后对其邻居节点递归调用`dfs`函数。
接下来,我演示了广度优先搜索算法。
广度优先搜索则像是以层层扩散的方式访问节点。
它先访问起始节点的所有邻居,然后再依次访问邻居的邻居。
以下是广度优先搜索的 Python 代码示例:```pythonfrom collections import dequedef bfs(graph, start):visited =queue = deque(start)while queue:node = queuepopleft()if node not in visited:print(node)visitedappend(node) queueextend(graphnode) graph ={'A':'B','C','B':'A','D','E','C':'A','F','D':'B','E':'B','F','F':'C','E'}bfs(graph, 'A')```在这个示例中,使用了一个队列来实现广度优先搜索。
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实验报告
再从这些顶点出发,访问它们还未访问过的邻接点,…,如此做下去,直到图中所有顶点都被访问过为止。
2、
(1)将没有前驱(入度为零)的顶点进栈。
(2)从栈中退出栈顶元素输出,并把该顶点引出的所有弧删去,即把它的各个邻接点的入度减1,同时将当前已输出的顶点个数加1.
(3)将新的入度为零的顶点再进栈。
(4)重复(2)、(2)两步,直到栈为空为止。
此时或者已经输出前部顶点,或者剩下的顶点中没有入度为零的顶点。
3、
设置一个n*n的矩阵A(k),其中除对角线元素为0外,其他元素A(k)[i][j]表示顶点i到顶点j的路径长度,k表示运算步骤。
开始时k = -1,A(-1)[i][j] = arcs[i][j],即A为图的邻接矩阵。
以后逐步尝试在原路径中加入其他顶点作为中间点,如果增加中间点顶点后,得到的路径比原来的路径短,则以此新路径代替原来路径,修改矩阵元素。
具体做法为:第0步让所有路径上加入中间点0,去A[i][j]与A[i][0] + A[o][j]中较小的值作A[i][j]的新值,完成后得到A(0)如此进行下去,当第n-1步完成后,得到A(n-1),A(n-1)即为所求的结果,A(n-1)[i][j]表示从i 到j路径上的中间顶点的序号小于或等于n-1的最短路径的长度,即A(n-1)[i][j]表示从i到j 的最短路径的长度。
算法的实现和测试结果:包括算法运行时的输入、输出,实验中出现的问题及解决办法等
1、
2、
3、
算法时间复杂度分析
1、
深度优先遍历:O(n*n).
广度优先遍历:O(n*n).
2、
O(n+e).
3、
O(n*n*n).
四、收获与体会
不想说什么,这章的程序太难了,每次一想起来数据结构还没做就烦,前两个题基本上一天能做一道题,第三题也就是骗骗OJ,实际上还有个小BUG,等有空再写个真正符合题意的程序吧。
五、源代码清单。