代码随想录|图论|02深度优先搜索理论基础

发布于:2025-06-25 ⋅ 阅读:(20) ⋅ 点赞:(0)

dfs和bfs的区别

  • dfs是可一个方向去搜,不到黄河不回头,直到遇到绝境了,搜不下去了,再换方向(换方向的过程就涉及到了回溯)。
  • bfs是先把本节点所连接的所有节点遍历一遍,走到下一个节点的时候,再把连接节点的所有节点遍历一遍,搜索方向更像是广度,四面八方的搜索过程。

注意

dfs的过程图看随想录上面写的,注意几点:

  • 搜索方向,是认准一个方向搜,直到碰壁之后再换方向(碰壁是指程序运行到最后一层了,不能再往下走了。)
  • 换方向是撤销原路径,改为节点链接的下一个路径,回溯的过程(回溯是一次只回溯一步,比如第5层回溯到第4层,不可以直接从第5层回溯到第3层)。

回溯算法这一章节全部都都是dfs,就是用递归来实现的,递归的代码框架如下:

void dfs(参数) {
    if (终止条件) {
        存放结果;
        return;
    }

    for (选择:本节点所连接的其他节点) {
        处理节点;
        dfs(图,选择的节点); // 递归
        回溯,撤销处理结果
    }
}

下面用一个树的遍历来写一下dfs代码:

这里的dfs没有终止条件,是因为每一个节点我都需要收集。

/*
先通过两种形式构建树
1、边的形式
2、father数组
再使用dfs遍历这棵树,打印所有节点。
*/

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// 先定义一个邻接表数组,长度为100000,每一个元素都是vector<int>
vector<int> adjlist[100005];

// 存储前序遍历的结果
vector<int> result;

// 向下递归需要的参数是根节点及其父亲节点
void dfs(int node, int parent)
{
    result.push_back(node);
    // 从当前节点node往它的子节点开始递归
    for (auto &child : adjlist[node])
    {
        // 因为这里是双向图,所以父节点一定也是在子节点的邻接表里面,要避免这种返祖现象!!!
        if (child != parent)
        {
            // 此时child作为当前节点,node作为它的父节点
            dfs(child, node);
        }
    }
}

int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    int type;
    cin >> type;
    if (type == 1)
    {
        // 方式一:通过边的形式输入
        for (int i = 0; i < n - 1; i++)
        {
            int u, v;
            cin >> u >> v;
            adjlist[u].push_back(v);
            adjlist[v].push_back(u);
        }
    }
    else if (type == 2)
    {
        // 方式二:通过father数组的形式输入
        // 根节点1没有父节点,默认为0
        // father[i]表示节点i+1的父节点
        vector<int> father(n + 1);
        // 注意这里的逻辑,输入的不是father数组,而是从father[1]开始的
        for (int i = 1; i <= n; i++)
        {
            cin >> father[i];
            // 如果不是根节点,就需要进行双向连接
            if (father[i] != 0)
            {
                adjlist[father[i]].push_back(i);
                adjlist[i].push_back(father[i]);
            }
        }
    }
    // 为了保证遍历顺序的一致性,对每个节点的子节点排序
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        sort(adjlist[i].begin(), adjlist[i].end());
    }
    // 执行dfs,最原始的根节点为1,父节点为0
    dfs(1, 0);
    // 最终结果存在了result里面,把他按顺序打印出来
    for (int i = 0; i < result.size(); i++)
    {
        if (i > 0) cout << " ";
        cout << result[i];
    }
    return 0;
}


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