算法:BFS和DFS相关题目

BFS和DFS相关题目

一、102. 二叉树的层序遍历

1.1 解法一:BFS

    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
   
   
        if (root==null) return new ArrayList<>();
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Deque<TreeNode> deque = new LinkedList<>();
        deque.addLast(root);
        while (!deque.isEmpty()) {
   
   
            int n = deque.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<>(n);
            for (int i=0; i<n; i++) {
   
   
                TreeNode node = deque.pop();
                list.add(node.val);
                if (node.left!=null) deque.addLast(node.left);
                if (node.right!=null) deque.addLast(node.right);
            }
            result.add(list);
        }
        return result;
    }

二、433. 最小基因变化

2.1 解法一:BFS

    public int minMutation(String start, String end, String[] bank) {
   
   
        Set<String> bankSet = new HashSet<>(Arrays.asList(bank));
        char[] dir = {
   
   'A', 'C', 'G', 'T'};
        bankSet.remove(start);
        Set<String> visited = new HashSet<>();
        Deque<String> deque = new LinkedList<>();
        deque.addLast(start);
        visited.add(start);
        int res = 0;
        while (!deque.isEmpty()) {
   
   
            int n = deque.size();
            for (int i=0; i<n; i++) {
   
   
                String str = deque.pop();
                if (str.equals(end)) return res;
                char[] a = str.toCharArray();
                for (int j=0; j<a.length; j++) {
   
   
                    char old = a[j];
                    for (char c: dir) {
   
   
                        if (old==c) continue;
                        a[j] = c;
                        String s = String.valueOf(a);
                        if (bankSet.contains(s) && !visited.contains(s)) {
   
   
                            visited.add(s);
                            deque.addLast(s);
                        }
                        a[j] = old;
                    }
                }
            }
            res++;
        }
        return -1;
    }

三、22. 括号生成

3.1 解法一:BFS + 验证

    public List<String> generateParenthesis(int n) {
        List<String> result =new ArrayList<>();
        Deque<String> deque = new LinkedList<>();
        deque.addLast("");
        int level = 0, h = n * 2;
        while (level<h) {
            int size = deque.size();
            for (int i=0; i<size; i++) {
                String s = deque.pop();
                deque.addLast(s+"(");
                deque.addLast(s+")");
            }
            level++;
        }
        while(!deque.isEmpty()) {
            String s = deque.pop();
            if (valid(s)) 
### 关于BFSDFS算法的蓝桥杯竞赛题目 #### 广度优先搜索(BFS) 广度优先搜索是一种用于遍历或搜索树或图结构的算法。该方法从根节点开始,先访问离根最近的所有邻居节点,然后再进入下一层继续这一过程直到遍历结束[^2]。 #### 深度优先搜索(DFS) 深度优先搜索也是一种用于遍历或搜索树或图的方法。不同于广度优先搜索的是,这种方法会尽可能深地沿着每个分支前进,只有当遇到已经访问过的顶点或是死胡同时才会回溯并尝试其他未探索的路径[^1]。 #### 示例代码实现 下面给出一段Python代码来展示如何利用这两种算法解决实际问题: ##### 使用DFS求解全排列问题 ```python N = 10 path = [0] * N state = [False] * N def dfs(u): if u == n: for i in range(n): print(path[i], end=' ') print() return for i in range(n): if not state[i]: path[u] = i + 1 state[i] = True dfs(u + 1) # 处理下一个位置 # 恢复现场 path[u] = 0 state[i] = False n = int(input()) dfs(0) # 从第0个位置开始处理 ``` 这段程序实现了基于DFS的全排列生成器,可以用来作为练习题目的基础框架之一[^3]。 ##### 解决迷宫问题的例子 (假设使用队列实现BFS) ```python from collections import deque maze = [ "########", "#S.....#", "#.######", "#..#.##.", "#...G.#.", "########" ] start, goal = None, None for y in range(len(maze)): for x in range(len(maze[y])): if maze[y][x] == 'S': start = (y,x) elif maze[y][x] == 'G': goal = (y,x) def bfs(): queue = deque([start]) visited = set(start) while queue: pos = queue.popleft() if pos == goal: return True for dy,dx in ((0,-1),(0,+1),(-1,0),(+1,0)): next_pos = (pos[0]+dy,pos[1]+dx) if all([ 0<=next_pos[0]<len(maze), 0<=next_pos[1]<len(maze[next_pos[0]]), maze[next_pos[0]][next_pos[1]] != '#', next_pos not in visited, ]): queue.append(next_pos) visited.add(next_pos) return False print(bfs()) ``` 此段代码展示了怎样运用BFS去查找迷宫中的出路,其中起点标记为'S'而终点则被记作'G'^[2].
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