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问题描述


BFS算法,也称作广度优先搜索算法。是一种图形搜索演算法。简单的说,BFS是从根节点开始,沿着树的宽度遍历树的节点,如果发现目标,则演算终止。(百度百科)


举例分析:

先用一个树结构来说明bfs算法的搜索规律


算法 | 广度优先遍历BFS_队列


如果上图要用bfs算法的话。它会从左至右遍历每层节点

遍历过程:A B C D E F G H I


实例练习


那如果是一个图呢?一样的原理,只是图没有根节点,所以我们要选取一个点来作根节点

以下图为例,我们以A做根节点,A的下一层为B C,假设距离为1,则距离A为2的作为下一层节点也就是D E,同理再下一层为F。则顺序为ABCDEF


算法 | 广度优先遍历BFS_百度_02


接下来就是代码实现了:


因为BFS算法是一层一层的遍历,所以我们可以用一个队列来储存,接下来讲为什么

队列是先进先出的结构,我们可以先将一个起始节点塞入队列,然后每次拿出一个节点,并将它的邻接点塞入。


假设我们先塞入A,将其取出后塞入A的邻接点BC,接着取出B塞入B的邻接点D,依此类推。这样做可以保证层的队列顺序,比如这个队列的存入顺序就是ABCDEF


代码我们分三步写:输入,算法设计,输出


第一步输入:

因为我们需要记录的每一个节点以及与其相连的节点,所以可以用字典来存入


算法 | 广度优先遍历BFS_算法_03


第二步算法设计:

我们需要用到的数据有两个,一个是地图数据,一个是根节点(也可以说是起点)

具体思路在代码旁作注释表达


算法 | 广度优先遍历BFS_算法_04


第三步输出:

假设起始点也就是根节点是E,距离E一距离的是CD,相距二距离的是ABF


算法 | 广度优先遍历BFS_队列_05


将起始点设为A来看看


算法 | 广度优先遍历BFS_python_06

符合BFS算法的遍历顺序。


结语

学习算法时,很容易存在逻辑不理解的地方,只要多练多看,一定会可以理解的。BFS算法不仅可以用来遍历,还可以用来获取路径,比如从A到F的最短路径,只需要在源代码的基础上略做修改,小伙伴们可以动动脑筋,自己下来试试哦。若有疑问,可在评论区留言。




 where2go 团队



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算法 | 广度优先遍历BFS_队列_07

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