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图的深度优先搜索(DFS)简介与实现(递归与非递归方法)

时间:2014-05-08 09:06:19      阅读:296      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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        上一篇刚刚学习了C++图的实现,今天对深度优先搜索(DFS)进行了一定学习,并作出一定实现。在本文中图的实现,以及相应的函数调用(如获得第一个邻接顶点、获得下一个邻接顶点等)均是基于上文中的实现,故如果想参考测试代码,还需导入上文中相应的类定义。关于C++图的实现可参考此处,这里实现了对图的邻接表以及邻接矩阵两种实现,而本文的深度优先搜索对于上面两种实现均是可行的。

        当然,对于图的深度优先搜索的相关定义,本文也不再过多赘述,维基的解释应该就足够,下面将探讨其实现。

        1、深度优先搜索的非递归实现:

         要实现非递归的深度优先搜索,本文用到栈s来存储,用一个数组visited(初始所有元素为false,代表未访问)来做访问的标记。基本思想是:从给定的搜索的第一个顶点loc开始,将其压入堆栈,并标记visited[loc]为true表示已访问;之后循环进行如下操作,只要栈不为空,取出最上方元素,将其记录(本文直接打印,若有需要,可将其存入数组or Vector),然后去打所有的邻接顶点,只要还未访问(visited相应值为false),就将其压入栈,并标记为已访问。当栈中元素为0时,算法结束时,而所有访问过的点,均被标记过,并被压入栈中过,只要图是连通的,那么就做到所有点都被输出或记录。

        注意:刚才有提过,以上针对于连通的图,而对于图虫存在不同的连通分量的情况,可以在一次while循环之后,检查visited判断是否所有元素都被访问过,若存在未被访问的点,则在选取一个点,重复以上操作即可,本文中并不对此加以实现。

        下面将在说明递归调用之后统一贴出示例代码。

        2、深度优先搜索的递归实现:

        递归实现的思路则好理解的多,基于回溯的思想。对于所给的点,得到一个邻接顶点后,继续对该顶点深度搜索,指导找不到下一个点,在退回一步,找下一个邻接顶点,在进行搜索。

       以下贴出代码,结合理解。

bubuko.com,布布扣
//FileName: DFS 
//图的深度优先遍历 ---递归与非递归实现
#include"Graphlnk.h"
#include"Graphmtx.h"
#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;

template<class T ,class E>
void DFS(Graphmtx<T,E> &G, const T &v,int judge)//非递归算法,参数int i用以区分递归与非递归
{
    cout<<"-------非递归算法被调用-------"<<endl;
    stack<int> s;
    int i,loc,out,next;
    int n = G.NumberOfVertices(); //顶点数
    bool *visited = new bool[n];
    for(i = 0;i<n;i++)
        visited[i] = false;
    loc = G.getVertexPos(v);
    s.push(loc);
    visited[loc]=true; //标记
    while(!s.empty())
    {
        out = s.top();
        s.pop();
        cout<<G.getValue(out)<<" ";
        next = G.getFirstNeighbor(out); //将所有未被标记的邻接点压入堆栈
        while(next!=-1)
        {
            if(visited[next]==false)
            {
                s.push(next);
                visited[next] = true;
            }
            
            next = G.getNextNeighbor(out,next);
        }
    }
    delete []visited;
}
template<class T ,class E>
void DFS(Graphmtx<T,E> &G, const T &v)
//void DFS(Graphlnk<T,E> &G, const T &v)
{
    cout<<"-------递归算法被调用-------"<<endl;
    int i, loc, n =G.NumberOfVertices();
    bool *visited = new bool[n];
    for (i = 0;i<n;i++)
        visited[i] = false;
    loc = G.getVertexPos(v);
    DFS(G , loc , visited);
    delete []visited;
}

template<class T ,class E>
void DFS(Graphmtx<T,E> &G, int v, bool  *visited) //递归实现算法
//void DFS(Graphlnk<T,E> &G, int v, bool  *visited)
{
    cout<< G.getValue(v)<< " ";
    visited[v] = true;
    int w = G.getFirstNeighbor(v);
    while(w!=-1)
    {
        if(visited[w]==false)
        {    
            DFS(G, w, visited);
        }
        w = G.getNextNeighbor(v,w);        
    }
}


void test_DFS()
{
    char first;
    Graphmtx<char,int> g(30);
    //Graphlnk<char ,int> g(30);
    g.inputGraph();
    g.outputGraph();
    cout<<"输入深度优先搜索的第一个点:"<<endl;
    cin>>first;
    //DFS(g,first);//递归调用
    DFS(g,first,1);//非递归调用
}
bubuko.com,布布扣

注:以上代码最后部分test_DFS()是简单的测试程序,将其在main()直接调用即可看到效果。

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图的深度优先搜索(DFS)简介与实现(递归与非递归方法)

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原文地址:http://www.cnblogs.com/f8master/p/3714950.html

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