• java深度搜索与广度优先搜索


    图结构展示:

    实现过程:

    首先,我们来看看图结构在代码中的实现。有三块逻辑:

    1.图中的节点:

    [java] view plain copy
     
     print?
    1. public class GraphNode {  
    2.   
    3.     public List<GraphEdge> edgeList = null;  
    4.       
    5.     private String label = "";  
    6.       
    7.     public GraphNode(String label) {  
    8.         this.label = label;  
    9.         if (edgeList == null) {  
    10.             edgeList = new ArrayList<GraphEdge>();  
    11.         }  
    12.     }  
    13.       
    14.     /** 
    15.      * 给当前节点添加一条边 
    16.      * GraphNode 
    17.      * @param edge 
    18.      *          添加的边 
    19.      */  
    20.     public void addEdgeList(GraphEdge edge) {  
    21.         edgeList.add(edge);  
    22.     }  
    23.       
    24.     public String getLabel() {  
    25.         return label;  
    26.     }  
    27. }  

    2.图中的边:

    [java] view plain copy
     
     print?
    1. public class GraphEdge {  
    2.   
    3.     private GraphNode nodeLeft;  
    4.       
    5.     private GraphNode nodeRight;  
    6.   
    7.     /** 
    8.      * @param nodeLeft 
    9.      *          边的左端 
    10.      * @param nodeRight 
    11.      *          边的右端 
    12.      */  
    13.     public GraphEdge(GraphNode nodeLeft, GraphNode nodeRight) {  
    14.         this.nodeLeft = nodeLeft;  
    15.         this.nodeRight = nodeRight;  
    16.     }  
    17.   
    18.     public GraphNode getNodeLeft() {  
    19.         return nodeLeft;  
    20.     }  
    21.   
    22.     public GraphNode getNodeRight() {  
    23.         return nodeRight;  
    24.     }  
    25.       
    26. }  

    3.把节点和边组合成一个图结构:

    [java] view plain copy
     
     print?
    1. public class MyGraph {  
    2.   
    3.     private List<GraphNode> nodes = null;  
    4.       
    5.     public void initGraph(int n) {  
    6.         if (nodes == null) {  
    7.             nodes = new ArrayList<GraphNode>();  
    8.         }  
    9.           
    10.         GraphNode node = null;  
    11.         for (int i = 0; i < n; i++) {  
    12.             node = new GraphNode(String.valueOf(i));  
    13.             nodes.add(node);  
    14.         }  
    15.     }  
    16.       
    17.     public void initGraph(int n, boolean b) {  
    18.         initGraph(n);  
    19.         GraphEdge edge01 = new GraphEdge(nodes.get(0), nodes.get(1));  
    20.         GraphEdge edge02 = new GraphEdge(nodes.get(0), nodes.get(2));  
    21.         GraphEdge edge13 = new GraphEdge(nodes.get(1), nodes.get(3));  
    22.         GraphEdge edge14 = new GraphEdge(nodes.get(1), nodes.get(4));  
    23.         GraphEdge edge25 = new GraphEdge(nodes.get(2), nodes.get(5));  
    24.         GraphEdge edge26 = new GraphEdge(nodes.get(2), nodes.get(6));  
    25.         GraphEdge edge37 = new GraphEdge(nodes.get(3), nodes.get(7));  
    26.         GraphEdge edge47 = new GraphEdge(nodes.get(4), nodes.get(7));  
    27.         GraphEdge edge56 = new GraphEdge(nodes.get(5), nodes.get(6));  
    28.           
    29.           
    30.         nodes.get(0).addEdgeList(edge01);  
    31.         nodes.get(0).addEdgeList(edge02);  
    32.         nodes.get(1).addEdgeList(edge13);  
    33.         nodes.get(1).addEdgeList(edge14);  
    34.         nodes.get(2).addEdgeList(edge25);  
    35.         nodes.get(2).addEdgeList(edge26);  
    36.         nodes.get(3).addEdgeList(edge37);  
    37.         nodes.get(4).addEdgeList(edge47);  
    38.         nodes.get(5).addEdgeList(edge56);  
    39.     }  
    40.       
    41.     public void initGraph() {  
    42.         initGraph(8, false);  
    43.     }  
    44.       
    45.     public List<GraphNode> getGraphNodes() {  
    46.         return nodes;  
    47.     }  
    48. }  

     
    有了图的结构,我们就可以进行一些实际的操作了。

    深度优先搜索:

    [java] view plain copy
     
     print?
    1. public class DFSearch {  
    2.       
    3.     /** 
    4.      * 深度遍历 
    5.      * DFSearch 
    6.      * @param node 
    7.      *          当前节点 
    8.      * @param visited 
    9.      *          被访问过的节点列表 
    10.      */  
    11.     public void searchTraversing(GraphNode node, List<GraphNode> visited) {  
    12.         // 判断是否遍历过  
    13.         if (visited.contains(node)) {  
    14.             return;  
    15.         }  
    16.           
    17.         visited.add(node);  
    18.         System.out.println("节点:" + node.getLabel());  
    19.         for (int i = 0; i < node.edgeList.size(); i++) {  
    20.             searchTraversing(node.edgeList.get(i).getNodeRight(), visited);  
    21.         }  
    22.     }  
    23. }  

     

    广度优先搜索:

    [java] view plain copy
     
     print?
    1. public class BFSearch {  
    2.       
    3.     /** 
    4.      * 广度优先搜索 
    5.      * BFSearch 
    6.      * @param node 
    7.      *          搜索的入口节点 
    8.      */  
    9.     public void searchTraversing(GraphNode node) {  
    10.         List<GraphNode> visited = new ArrayList<GraphNode>(); // 已经被访问过的元素  
    11.         Queue<GraphNode> q = new LinkedList<GraphNode>(); // 用队列存放依次要遍历的元素  
    12.         q.offer(node);  
    13.           
    14.         while (!q.isEmpty()) {  
    15.             GraphNode currNode = q.poll();  
    16.             if (!visited.contains(currNode)) {  
    17.                 visited.add(currNode);  
    18.                 System.out.println("节点:" + currNode.getLabel());  
    19.                 for (int i = 0; i < currNode.edgeList.size(); i++) {  
    20.                     q.offer(currNode.edgeList.get(i).getNodeRight());  
    21.                 }  
    22.             }  
    23.         }  
    24.     }  
    25. }  

    运行结果:

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