DFS & BFS自留

本文介绍了一个使用C语言实现的图遍历算法,包括深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)。通过创建一个邻接表来表示图结构,并实现DFS和BFS两种遍历方式。该程序首先读取节点数量和边的数量,然后输入各边连接的节点,最后进行DFS和BFS遍历。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define MAXNUM 10005
typedef struct edge{
	int adjtex;
	int weight;  //边的权重,可以没有 
	struct edge *next;
}Elink;
typedef struct node{
	int vertex;
	Elink *link;
}Vlink;
Vlink G[MAXNUM];
int visited[MAXNUM]={0};  //表示结点i是否被访问过 
int n,m;  //n为结点个数,m为边的个数 

void traveldfs();
void dfs(int u);
void travelbfs();
void bfs(int u);

int main()
{
	int u,v;
	int i;
	Elink *p,*q;
	scanf("%d%d",&n,&m);
	for(i=0;i<m;i++)
	{
		scanf("%d%d",&u,&v);
		G[u].vertex=u;
		G[v].vertex=v;
		
		Elink *e;
		
		e=(Elink*)malloc(sizeof(Elink));
		e->adjtex=v;
		e->next=NULL;
		if(G[u].link==NULL)  G[u].link=e;
		else
		{
			for(p=q=G[u].link;p!=NULL;q=p,p=p->next);
			q->next=e;
		}
		
		e=(Elink*)malloc(sizeof(Elink));
		e->adjtex=u;
		e->next=NULL;
		if(G[v].link==NULL)  G[v].link=e;
		else
		{
			for(p=q=G[v].link;p!=NULL;q=p,p=p->next);
			q->next=e;
		}
		
	}
	travelbfs();
}


//dfs
void traveldfs()
{
	int i;
	for(i=1;i<=n;i++)
	  if(visited[i]==0)
	    dfs(i);
}
void dfs(int u)
{
	printf("%d",u);
	visited[u]=1;
	Elink *p;
	for(p=G[u].link;p!=NULL;p=p->next)
	  if(visited[p->adjtex]==0)
	    dfs(p->adjtex);
}


//bfs 
int queue[MAXNUM];
int front=0,rear=-1,count=0;
void travelbfs()
{
	int i;
	for(i=1;i<=n;i++)
	  if(visited[i]==0)
	    bfs(i);
}
void bfs(int u)
{
	int i,v;
	Elink *p;
	printf("%d",u);
	visited[u]=1;
	//入队,放在队尾,队中元素已经访问过 
	rear++;
	queue[rear]=u;
	count++;
	
	while(count!=0)
	{
		//取出队头元素
		v=queue[front];
		front++;
		count--;
		
		for(p=G[v].link;p!=NULL;p=p->next)
		{
			if(visited[p->adjtex]==0)
			{
				printf("%d",p->adjtex);
				visited[p->adjtex]=1;
				//入队 
				rear++;
				queue[rear]=p->adjtex;
				count++; 
			}
		}
	}
}
### 图的基础知识 图是一种非线性的数据结构,由顶点(节点)和边组成。图可以用来表示各种实际问题,如社交网络、交通网络等。图可分为有向图和无向图,有向图的边具有方向,而无向图的边没有方向。此外,图还可以分为有权图和无权图,有权图的边带有权重,而无权图的边没有权重。 ### 深度优先搜索(DFS) 深度优先搜索是一种用于遍历或搜索树或图的算法。其基本思想是沿着树的深度遍历树的节点,尽可能深的搜索树的分支。当节点v的所在边都己被探寻过,搜索将回溯到发现节点v的那条边的起始节点。这一过程一直进行到已发现从源节点可达的所有节点为止。如果还存在未被发现的节点,则选择其中一个作为源节点并重复以上过程,整个进程反复进行直到所有节点都被访问为止。DFS隐式地利用了栈进行计算,相当于对搜索树进行前序遍历。DFS更适合于拓扑排序、寻找所有路径等问题 [^1][^3]。 以下是一个简单的DFS的C++代码示例: ```cpp #include &lt;iostream&gt; #include &lt;vector&gt; using namespace std; const int MAXN = 100; vector&lt;int&gt; adj[MAXN]; bool visited[MAXN]; void dfs(int node) { visited[node] = true; cout &lt;&lt; node &lt;&lt; &quot; &quot;; for (int neighbor : adj[node]) { if (!visited[neighbor]) { dfs(neighbor); } } } int main() { int n, m; cin &gt;&gt; n &gt;&gt; m; for (int i = 0; i &lt; m; i++) { int u, v; cin &gt;&gt; u &gt;&gt; v; adj[u].push_back(v); adj[v].push_back(u); } for (int i = 0; i &lt; n; i++) { if (!visited[i]) { dfs(i); } } return 0; } ``` ### 广度优先搜索(BFS) 广度优先搜索是连通图的一种遍历算法,也是很多重要的图的算法的原型。其属于一种盲目搜寻法,目的是系统地展开并检查图中的所有节点,以找寻结果。BFS是从根节点开始,沿着树(图)的宽度遍历树(图)的节点。BFS利用了队列,搜索时首先将初始状态添加到队列里,然后从队列的最顶端不断取出状态,把从该状态可以转移到的状态中尚未访问过的部分加入队列;如此往复,直到队列为空或找到问题的解。BFS相当于层序遍历,适合解决无权图中的最短路径问题和查找连通分量等 [^1][^2][^3]。 以下是一个简单的BFS的C++代码示例: ```cpp #include &lt;iostream&gt; #include &lt;vector&gt; #include &lt;queue&gt; using namespace std; const int MAXN = 100; vector&lt;int&gt; adj[MAXN]; bool visited[MAXN]; void bfs(int start) { queue&lt;int&gt; q; q.push(start); visited[start] = true; while (!q.empty()) { int node = q.front(); q.pop(); cout &lt;&lt; node &lt;&lt; &quot; &quot;; for (int neighbor : adj[node]) { if (!visited[neighbor]) { q.push(neighbor); visited[neighbor] = true; } } } } int main() { int n, m; cin &gt;&gt; n &gt;&gt; m; for (int i = 0; i &lt; m; i++) { int u, v; cin &gt;&gt; u &gt;&gt; v; adj[u].push_back(v); adj[v].push_back(u); } for (int i = 0; i &lt; n; i++) { if (!visited[i]) { bfs(i); } } return 0; } ```
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