概述
深度优先搜索,英文缩写为 DFS 即 Depth First Search,属于图算法的一种。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。
举例
下图是一个无向图,如果我们从 A 点发起深度优先搜索,访问次序不是唯一的。则我们可能得到如下的一个访问过程:A -> B -> E(没路了,回溯到 A)-> C -> F -> H -> G -> D(没路了,回溯到 A,A 也没有未访问的相邻节点,本次搜索结束)。
特点
1、每次深度优先搜索的结果必然是图的一个连通分量。
2、深度优先搜索可以从多点发起。
3、如果将每个节点在深度优先搜索过程中的“结束时间”排序,则我们可以得到所谓的“拓扑排序”(topological sort)。
DFS 思路
深度优先遍历图的方法是,从图中某顶点 v 出发:
(1)访问顶点 v;
(2)依次从 v 的未被访问的邻接点出发,对图进行深度优先搜索;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,重新进行深度优先搜索,直到图中所有顶点均被访问过为止。
DFS 实现
DFS 的实现一般有两种方法:递归法 DFS 和栈实现 DFS。相对来说递归法 DFS 比较常见,因为代码相对简单。
递归 DFS 基本模板
int check(参数) {
if(满足条件) {
return 1;
} else {
return 0;
}
}
void dfs(int step) {
判断边界 {
相应操作
}
尝试每一种可能 {
满足check条件
标记状态
继续下一步dfs(step+1)
恢复初始状态(回溯的时候要用到)
}
}
栈实现 DFS
使用堆栈来模拟递归。下面是栈实现 DFS 的伪代码。
例题-AcWing 842. 排列数字
递归DFS代码
#include<iostream>
using namespace std;
const int N=100;
int path[N];
bool vis[N];//标记
int n;
void dfs(int cnt){
if(cnt==n){
for(int i=0;i<n;i++){
cout<<path[i]<<" ";
}
cout<<endl;
}
for(int i=1;i<=n;i++){
if(!vis[i]){
vis[i]=true;
path[cnt]=i;
dfs(cnt +1);
vis[i]=false;
}
}
}
int main(){
cin>>n;
dfs(0);
return 0;
}
核心
标记当前状态
递归调用DFS,注意步数加一
恢复当前状态