图论04-【无权无向】-图的广度优先遍历BFS

原创已于 2023-10-22 11:33:34 修改 · 1.4k 阅读

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#图论 #宽度优先 #算法

于 2023-10-22 05:03:44 首次发布

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本文讲解了如何用Java实现BFS算法，通过代码展示了从起始节点开始，利用队列进行广度优先遍历的过程，涉及图结构和邻接顶点处理。

文章目录

1. 代码仓库
2. 广度优先遍历图解
3.主要代码
4. 完整代码

1. 代码仓库

https://github.com/Chufeng-Jiang/Graph-Theory

2. 广度优先遍历图解

在这里插入图片描述

3.主要代码

原点入队列
原点出队列的同时，将与其相邻的顶点全部入队列
下一个顶点出队列
出队列的同时，将与其相邻的顶点全部入队列

private void bfs(int s){ //使用循环
    Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
    queue.add(s);
    visited[s] = true;
    while(!queue.isEmpty()){ //只要不是空就不停地出队
        int v = queue.remove(); // v记录队首元素 | 相邻顶点入队后，重新进入while循环，队首出队
        order.add(v); //添加到order数组中，order数组装的是按照BFS顺序遍历的顶点

        for(int w: G.adj(v))
            if(!visited[w]){
                queue.add(w); // 相邻的顶点入队列
                visited[w] = true;
            }
    }
}

复杂度：O（V+E）

4. 完整代码

输入文件

package Chapt04_BFS_Path._0401_Graph_BFS_Queue;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class GraphBFS {

    private Graph G;
    private boolean[] visited;

    private ArrayList<Integer> order = new ArrayList<>(); // 存储遍历顺序

    public GraphBFS(Graph G){
        this.G = G;
        visited = new boolean[G.V()];

        //遍历所有连通分量
        for(int v = 0; v < G.V(); v ++)
            if(!visited[v])
                bfs(v);
    }

    private void bfs(int s){ //使用循环
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(s);
        visited[s] = true;
        while(!queue.isEmpty()){ //只要不是空就不停地出队
            int v = queue.remove(); // v记录队首元素 | 相邻顶点入队后，重新进入while循环，队首出队
            order.add(v); //添加到order数组中，order数组装的是按照BFS顺序遍历的顶点

            for(int w: G.adj(v))
                if(!visited[w]){
                    queue.add(w); // 相邻的顶点入队列
                    visited[w] = true;
                }
        }
    }

    //取出遍历顺序
    public Iterable<Integer> order(){
        return order;
    }

    public static void main(String[] args){

        Graph g = new Graph("g1.txt");
        GraphBFS graphBFS = new GraphBFS(g);
        System.out.println("BFS Order : " + graphBFS.order());
    }
}