python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之圖深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先實(shí)例詳解
本文實(shí)例講述了python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之圖深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先用法。分享給大家供大家參考。具體如下:
首先有一個(gè)概念:回溯
回溯法(探索與回溯法)是一種選優(yōu)搜索法,按選優(yōu)條件向前搜索,以達(dá)到目標(biāo)。但當(dāng)探索到某一步時(shí),發(fā)現(xiàn)原先選擇并不優(yōu)或達(dá)不到目標(biāo),就退回一步重新選擇,這種走不通就退回再走的技術(shù)為回溯法,而滿足回溯條件的某個(gè)狀態(tài)的點(diǎn)稱(chēng)為“回溯點(diǎn)”。
深度優(yōu)先算法:
(1)訪問(wèn)初始頂點(diǎn)v并標(biāo)記頂點(diǎn)v已訪問(wèn)。
(2)查找頂點(diǎn)v的第一個(gè)鄰接頂點(diǎn)w。
(3)若頂點(diǎn)v的鄰接頂點(diǎn)w存在,則繼續(xù)執(zhí)行;否則回溯到v,再找v的另外一個(gè)未訪問(wèn)過(guò)的鄰接點(diǎn)。
(4)若頂點(diǎn)w尚未被訪問(wèn),則訪問(wèn)頂點(diǎn)w并標(biāo)記頂點(diǎn)w為已訪問(wèn)。
(5)繼續(xù)查找頂點(diǎn)w的下一個(gè)鄰接頂點(diǎn)wi,如果v取值wi轉(zhuǎn)到步驟(3)。直到連通圖中所有頂點(diǎn)全部訪問(wèn)過(guò)為止。
廣度優(yōu)先算法:
(1)頂點(diǎn)v入隊(duì)列。
(2)當(dāng)隊(duì)列非空時(shí)則繼續(xù)執(zhí)行,否則算法結(jié)束。
(3)出隊(duì)列取得隊(duì)頭頂點(diǎn)v;訪問(wèn)頂點(diǎn)v并標(biāo)記頂點(diǎn)v已被訪問(wèn)。
(4)查找頂點(diǎn)v的第一個(gè)鄰接頂點(diǎn)col。
(5)若v的鄰接頂點(diǎn)col未被訪問(wèn)過(guò)的,則col入隊(duì)列。
(6)繼續(xù)查找頂點(diǎn)v的另一個(gè)新的鄰接頂點(diǎn)col,轉(zhuǎn)到步驟(5)。直到頂點(diǎn)v的所有未被訪問(wèn)過(guò)的鄰接點(diǎn)處理完。轉(zhuǎn)到步驟(2)。
代碼:
#!/usr/bin/python # -*- coding: utf-8 -*- class Graph(object): def __init__(self,*args,**kwargs): self.node_neighbors = {} self.visited = {} def add_nodes(self,nodelist): for node in nodelist: self.add_node(node) def add_node(self,node): if not node in self.nodes(): self.node_neighbors[node] = [] def add_edge(self,edge): u,v = edge if(v not in self.node_neighbors[u]) and ( u not in self.node_neighbors[v]): self.node_neighbors[u].append(v) if(u!=v): self.node_neighbors[v].append(u) def nodes(self): return self.node_neighbors.keys() def depth_first_search(self,root=None): order = [] def dfs(node): self.visited[node] = True order.append(node) for n in self.node_neighbors[node]: if not n in self.visited: dfs(n) if root: dfs(root) for node in self.nodes(): if not node in self.visited: dfs(node) print order return order def breadth_first_search(self,root=None): queue = [] order = [] def bfs(): while len(queue)> 0: node = queue.pop(0) self.visited[node] = True for n in self.node_neighbors[node]: if (not n in self.visited) and (not n in queue): queue.append(n) order.append(n) if root: queue.append(root) order.append(root) bfs() for node in self.nodes(): if not node in self.visited: queue.append(node) order.append(node) bfs() print order return order if __name__ == '__main__': g = Graph() g.add_nodes([i+1 for i in range(8)]) g.add_edge((1, 2)) g.add_edge((1, 3)) g.add_edge((2, 4)) g.add_edge((2, 5)) g.add_edge((4, 8)) g.add_edge((5, 8)) g.add_edge((3, 6)) g.add_edge((3, 7)) g.add_edge((6, 7)) print "nodes:", g.nodes() order = g.breadth_first_search(1) order = g.depth_first_search(1)
結(jié)果:
nodes: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
廣度優(yōu)先:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
深度優(yōu)先:
[1, 2, 4, 8, 5, 3, 6, 7]
希望本文所述對(duì)大家的Python程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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