• 图的广度优先搜索(BFS)


            图的遍历主要有两种方法,第一种是之前博文中介绍过的“图的深度优先遍历”,简称DFS;另一种就是图的广度优先遍历(BFS),在本文中将进行简要探讨。

            BFS要做的事,从给定点出发,遍历的一次探寻到所有顶点。其基本思路很容易理解,在此我们利用队列q来存储访问的顶点,用visited[]数组(初始化所有值为false)来标记给顶点是否被访问过。基本实现为:对于初始给定点,首先将其加入队列,并标记为已访问;之后重复如下操作,从队列中取出首元素,遍历其邻接顶点,只要未访问,就加入到队列中,并对visited相应值标记;当队列为空时,搜索完毕。

            要注意的是,本文实现的方法同样适用于联通对,对于有多个连通分量的图,需要在完成一次遍历之后,检查是否所有visited值均标记为true,即已访问。若存在未访问的点,则任取一点,重复以上遍历过程,直至所有点均被遍历过截止。

            按照一贯的风格,下面给出示例代码。本代码图的实现及相关函数依然基于前面的博文中C++ 图的实现,可加以参考,此处不赘述其实现。

            

    /*
    *图的深度优先遍历 ---递归与非递归实现
    *FileName: BFS.cpp 
    * ----By F8Master
    */
    
    #include"Graphlnk.h"
    #include"Graphmtx.h"
    #include<iostream>
    #include<queue>
    using namespace std;
    
    template < class T, class E>
    void BFS(Graphmtx<T,E> &G , const T &v)
    {
    	queue<int> q;
    	int loc,next,out;
    	int n = G.NumberOfVertices();
    	bool *visited = new bool[n];//访问记录数组
    	for(int i = 0;i<n;i++)
    		visited[i] = false;
    
    	loc = G.getVertexPos(v);
    	q.push(loc);
    	visited[loc] = true;
    	while(!q.empty())
    	{
    		out = q.front();
    		q.pop();
    		cout<<G.getValue(out)<< " ";
    		next = G.getFirstNeighbor(out);
    		while(next!=-1)
    		{
    			while(visited[next]==false)
    			{
    				visited[next] = true;
    				q.push(next);
    			}
    			next = G.getNextNeighbor(out,next);
    		}
    	}
    }
    
    void test_BFS()
    {
    	cout<<"-----Test for BFS-----"<<endl;
    	char first;
    	Graphmtx<char,int> g;
    	//Graphlnk<char ,int> g(30);
    	g.inputGraph();
    	g.outputGraph();
    	cout<<"输入广度优先搜索的第一个点:"<<endl;
    	cin>>first;
    	BFS(g,first);
    }

            为进行测试,构造如下方的图


            在以上实现中,基于邻接矩阵存储数据,简单的人工分析可知从A开始搜索得到的遍历序列应该为:A E F G D C H I B

            经测试,结果如下:



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