1,深度优先(DFS):
1,先选择一条边走,有多条边后,再选择一条走,直到无边可走,回退;
2,再选择另一条边走;
3,特点:只要在当前的顶点上面可以有边走到其它顶点,就深入的走下去;
2,深度优先算法:
1,原料:class LinkStack<T>;
2,步骤:
1,将起始顶点压入栈中;
2,弹出栈顶顶点 V,判断是否已经标记(标记:转 2,未标记:转 3);
3,标记顶点 V,并将顶点 V 的邻接顶点压入栈中;
4,判断栈是否为空(非空:转 2,空:结束);
3,深度优先算法示例:
4,深度优先算法流程图:
1,标记、压入邻接顶点;
5,深度优先算法实现:
1 /* 实现深度优先算法的函数;核心思想是二叉树先序遍历核心思想(非递归法版本) */
2 SharedPointer< Array<int> > DFS(int i)
3 {
4 DynamicArray<int>* ret = NULL; // 返回值是一个数组
5 if( (0 <= i) && (i < vCount()) ) // 参数合法
6 {
7 LinkStack<int> s; // 压入邻接顶点的栈
8 LinkQueue<int> r; // 压入遍历值的队列
9 DynamicArray<bool> visited(vCount()); // 访问标记数组
10
11 /* 将标记里面的值初始化为未有访问 */
12 for(int j=0; j<visited.length(); j++)
13 {
14 visited[j] = false;
15 }
16
17 s.push(i); // 初始顶点压入栈中
18
19 while( s.size() > 0 ) // 有顶点就要继续
20 {
21 int v = s.top(); // 得到栈顶的元素
22
23 s.pop(); // 弹出栈顶元素
24
25 if( !visited[v] ) // 顶点未有访问
26 {
27 SharedPointer< Array<int> > aj = getAdgacent(v); // 得到 v 的所有邻接顶点
28
29 /* 将 v 的所有邻接顶点压入栈中 */
30 for(int j=aj->length()-1; j>=0; j--)
31 {
32 s.push((*aj)[j]); // 将邻接顶点逐个压入栈中
33 }
34
35 r.add(v); // 将 v 压入队列中
36
37 visited[v] = true; // 将 v 标记位已经访问
38 }
39 }
40
41 ret = toArray(r); // 将队列转换为数组
42 }
43 else
44 {
45 THROW_EXCEPTION(InvalidParameterException, "Index i is invalid ...");
46 }
47
48 return ret;
49 }
6,深度优先算法实现的测试代码:
1 #include <iostream>
2 #include "MatrixGraph.h"
3
4 using namespace std;
5 using namespace DTLib;
6
7 int main()
8 {
9 MatrixGraph<9, char, int> g;
10 const char* VD = "ABEDCGFHI";
11
12 for(int i=0; i<9; i++)
13 {
14 g.setVertex(i, VD[i]); //设置顶点相关的值为字符串 VD 中的内容
15 }
16
17 g.setEdge(0, 1, 0); // 无向图、特殊的有向图,所以每个点之间的邻接矩阵对称, 这里权值为 0,只关心是否连接,不关心权值
18 g.setEdge(1, 0, 0);
19 g.setEdge(0, 3, 0);
20 g.setEdge(3, 0, 0);
21 g.setEdge(0, 4, 0);
22 g.setEdge(4, 0, 0);
23 g.setEdge(1, 2, 0);
24 g.setEdge(2, 1, 0);
25 g.setEdge(1, 4, 0);
26 g.setEdge(4, 1, 0);
27 g.setEdge(2, 5, 0);
28 g.setEdge(5, 2, 0);
29 g.setEdge(3, 6, 0);
30 g.setEdge(6, 3, 0);
31 g.setEdge(4, 6, 0);
32 g.setEdge(6, 4, 0);
33 g.setEdge(6, 7, 0);
34 g.setEdge(7, 6, 0);
35 g.setEdge(7, 8, 0);
36 g.setEdge(8, 7, 0);
37
38 SharedPointer< Array<int> > sa = g.DFS(0);
39
40 for(int i=0; i<sa->length(); i++)
41 {
42 cout << (*sa)[i] << " ";
43 }
44
45 return 0;
46 }
7,如何使用二叉树先序遍历的思想遍历图?
1,深度优先思想使用的就是二叉树先序遍历的思想,先序遍历是递归完成的,深度优先算法也可以递归完成;
8,递归法实现深度优先:
1,问题划分;
2,定义功能:DFS(graph, vex)
1,以顶点 vex 为起始顶点深度优先遍历 graph;
3,功能函数代码实现:
1 /* 定义深度优先算法的递归函数 */
2 template < typename V, typename E>
3 void DFS(Graph<V, E>& g, int v, Array<bool>& visited)
4 {
5 if( (0 <= v) && (v < g.vCount()) )
6 {
7 cout << v << endl; // 访问的方式是打印
8
9 visited[v] = true; // 设置访问标记
10
11 SharedPointer< Array<int> > aj = g.getAdgacent(v); // 获取 v 的邻接顶点
12
13 /* v 是否有邻接顶点,有的话就递归进行深度优先算法的遍历 */
14 for(int i=0; i<aj->length(); i++)
15 {
16 /* 如果没有进行访问,就进行深度优先遍历 */
17 if( !visited[(*aj)[i]])
18 {
19 DFS(g, (*aj)[i], visited); // 递归调用
20 }
21 }
22 }
23 else
24 {
25 THROW_EXCEPTION(InvalidParameterException, "Index v is invalid ...");
26 }
27 }
4,深度优先代码实现:
1 /* 递归法深度优先遍历图,第一个参数是要被遍历的图,第二个参数是遍历的起始顶点 */
2 template < typename V, typename E >
3 void DFS(Graph<V, E>& g, int v)
4 {
5 DynamicArray<bool> visited(g.vCount()); // 标记顶点是否被访问过
6
7 /* 为每一个顶点设置是否被访问的初始值 */
8 for(int i=0; i<visited.length();i++)
9 {
10 visited[i] = false;
11 }
12
13 DFS(g, v, visited);
14 }
9,小结:
1,深度优先按照“先序遍历的方式”对顶点进行访问;
2,深度优先算法的核心是栈的使用;
3,深度优先和广度优先的唯一不同在于栈或队列的使用;
4,深度优先算法可以使用递归的方式实现;
1,深度优先使用栈来完成的并且是先序遍历的思想,则可以考虑使用递归的方式来实现;
2,当用栈来实现的时候,可以考虑使用递归;