BFS算法模板

BFS算法

BFS算法框架

BFS算法是利用队列实现的一种搜索算法。逐层向下遍历，从一个点像四周扩散（将可选节点存放于队列中，删除已被使用的节点），使用队列完成操作，通常用于最短路径的寻找。

单向队列

void BFS(Node root,int target)
{
    // 1、两个队列，分别用于存储起始节点和已访问过的节点
    queue<Node> q; 						
    unordered_set<Node> visited; 		
    // 2、将最初的起始节点放入队列，状态更新    
    q.push(root); 						
    visted(root); 						
    int step; // 记录步数
    
    // 3、遍历队列中的所有可能作为起始的节点
    while (!q.empty()) { 				
        int sz = q.size();
	    // 4、当前队列中的所有节点为同一扩散层级
        for (int i = 0; i < sz; ++i) { 	
            // 5、每次读取队列顶端节点，进行相应的判断，并从队列中弹出
            Node cur = q.top(); 
            q.pop();
            // 6、判断当前该节点是否为最终目标，满足条件return
            if (cur == target) {
                return step;
            }
            
            // 7、当前节点满足条件，将其子节点放入队列中存储，在下一次循环（扩散）时进行读取
            for (Node &e : Graph[root]) {
                // 8、边界判断，其子节点是否越界、已被访问以及其他限制条件
                if(visited.find(e) != visited.end()) {
                    q.push(e);
                    visited.insert(e);
                }
            } 
        }
        step++;
    }    
}

上述为单向BFS算法模板，可以提炼为7个步骤：
1、定义两个队列q和visited，分别用来存储可作为起始的节点和已被访问过的节点
2、将最开始的起始节点放入队列q，并在visited中更新其状态
3、遍历能作为起始节点的队列q（while循环队列）
4、对当前同一层节点进行遍历(对应for循环)
5、每次读取队列顶端节点，进行相应的判断，并从队列中弹出
6、判断当前节点是否为最终目标，满足条件return
7、当前节点满足条件ÿ