图的深度优先遍历

 

这里的图的深度优先算法利用了栈来实现。

图的深度遍历原则：

1 如果有可能，访问一个领接的未访问的节点，标记它，并把它放入栈中。

2 当不能执行规则 1 时，如果栈不为空，则从栈中弹出一个元素。

3 如果不能执行规则 1 和规则 2 时，则完成了遍历。

代码中的图使用的是Graph 图－邻接矩阵法 来表示，其他的表示法请见：Graph 图－邻接表法

代码中的Stack为辅助结构，用来记载访问过的节点。栈的详细描述可以见：ArrayStack 栈 ，LinkedStack 栈 。

Vertex表示图中的节点，其中包含访问，是否访问，清除访问标志的方法。

Graph.main：提供简单测试。代码可以以指定下标的节点开始作深度遍历。

代码比较简单，除了Graph.dsf(int i)深度优先遍历算法外没有过多注释。

代码如下：

class Stack {
	private int[] values;
	private int pos = -1;
	Stack(int size) {
		values = new int[size];
	}
	void push(int value) { values[++pos] = value; }
	int pop() { return values[pos--]; }
	int peek() { return values[pos]; }
	boolean isEmpty() { return pos == -1; }
}

class Vertex {
	private Object value;
	private boolean isVisited;
	Vertex(Object value) {
		this.value = value;
	}

	void visit() { isVisited = true; print(); }
	void clean() {	isVisited = false; }
	boolean isVisited() { return isVisited; }
	void print() { System.out.println(value); }
}

class Graph {
	private Vertex[] vertexs;
	private int[][] adjMat;
	private int pos = -1;

	Graph(int size) {
		vertexs = new Vertex[size];
		adjMat = new int[size][size];
	}

	void add(Object value) {
		assert pos < vertexs.length;
		vertexs[++pos] = new Vertex(value);
	}

	void connect(int from, int to) {
		adjMat[from][to] = 1;
		adjMat[to][from] = 1;
	}

	void disConnect(int from, int to) {
		adjMat[from][to] = 0;
		adjMat[to][from] = 0;
	}

	int findNeighbor(int index) {
		for(int i=0; i<=pos; i++) {
			if(adjMat[index][i] == 1 && !vertexs[i].isVisited()) return i;
		}
		return -1;
	}

	void dsf(int index) {	//从指定下标的节点开始深度优先遍历
		if(vertexs[index] == null) return;	//如果图中没有指定下标节点，则退出

		Stack s = new Stack(vertexs.length);	//创建栈记载访问过的节点的下标
		vertexs[index].visit();	//访问0节点
		s.push(index);	//记录0节点

		while(!s.isEmpty()) {	//如果还有记录的节点则继续
			index = findNeighbor(s.peek());	//寻找栈顶节点的未访问过的邻居
			if(index != -1) {	//如果找到
				vertexs[index].visit();	//访问该节点
				s.push(index);	//记录该节点
			} else s.pop();		//没有未访问过的节点，则出栈
		}	//如果栈未空则代表遍历完成
		clean();	//清除所有访问标致
	}

	void clean() { for(Vertex v: vertexs) if(v != null)v.clean(); }

	public static void main(String[] args) {
		Graph g = new Graph(20);
		g.add('a');
		g.add('b');
		g.add('c');
		g.add('d');
		g.add('e');
		g.connect(0,1);
		g.connect(1,2);
		g.connect(0,3);
		g.connect(3,4);
		g.dsf(4);
	}
}