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)。

dfs是什么架构 dfs是什么的缩写_递归

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。

dfs是什么架构 dfs是什么的缩写_深度优先搜索_02

例题-AcWing 842. 排列数字

dfs是什么架构 dfs是什么的缩写_dfs是什么架构_03

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