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(原创)不过如此的 DFS 深度优先遍历

compassion‘s 2019-02-07 16:59:00 阅读数:234 评论数:0 点赞数:0 收藏数:0

DFS 深度优先遍历 

DFS算法用于遍历图结构,旨在遍历每一个结点,顾名思义,这种方法把遍历的重点放在深度上,什么意思呢?就是在访问过的结点做标记的前提下,一条路走到天黑,我们都知道当每一个结点都有很多分支,那么我们的小人就沿着每一个结点走,定一个标准,比如优先走右手边的路,然后在到达下一个结点前先敲敲门,当一个结点的所有门都被敲了个遍都标记过,那么就走回头路,再重复敲门,直到返回起点,这样的方式我们叫做 DFS 深度优先遍历,本文以图结构讲解,例子取自《大话数据结构》。

如我刚才所讲,从A点出发,将路径画出来就是以下效果。

实线是走过的路程,虚线就是我们的小人敲门然后发现标记过的一个过程,大家可以寄几模拟一哈。一句话总结就是:

从图中某个顶点 v 出发,访问此顶点,然后从 v 的未被访问的邻接点出发 深度优先遍历图结构,直至图中所有和 v 有路径相通的顶点都被访问到。

结构定义代码:

typedef char VertexType;
typedef int EdgeType;
#define MAXVEX 10
#define INFINITY 65535
typedef int boolean;
boolean visited[MAXVEX];
typedef struct
{
VertexType vexs[MAXVEX];
EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];
int numVertexes,numEdges;
}MGraph;

邻接矩阵创建:

void CreateMGraph(MGraph *G)
{
int i,j,k;
printf("请输入顶点数和边数(空格隔开)\n");
scanf("%d %d",&G->numVertexes,&G->numEdges);
printf("请依次输入每个顶点的内容:\n");
for(i = 0;i < G->numVertexes;i++)
{
scanf("%c",&G->vexs[i]);
}
for(i = 0;i < G->numVertexes;i++)
{
for(j = 0;j < G->numVertexes;j++)
{
G->arc[i][j] = INFINITY;
}
}
for(k = 0;k < G->numEdges;k++)
{
printf("输入边(vi,vj)上的下标i,下标j:\n");
scanf("%d %d",&i,&j);
G->arc[i][j] = 1;
G->arc[j][i] = G->arc[i][j];
}
}

DFS算法

void DFS(MGraph G,int i) //深度优先递归算法
{
int j;
visited[i] = 1;
printf("%c",G.vexs[i]);
for(j = 0;j < G.numVertexes;j++)
{
if(G.arc[i][j] == 1 && !visited[j])
DFS(G,j);
}
}
void DFStraverse(MGraph G) //深度遍历
{
int i;
for(i = 0;i < G.numVertexes;i++)
visited[i] = 0;
for(i = 0;i < G.numVertexes;i++)
{
if(!visited[i])
DFS(G,i);
}
}

这种方法比较好理解在于使用循环进入函数再递归,可以保证以邻接矩阵为储存单位的每一个格子都被遍历到,且做好标注,那么用邻接矩阵的DFS算法时间复杂度可以想见是 O(n²),嵌套两重循环,

我们来看下一种实现方式,这次我们使用的是邻接单链表

结构定义:

typedef int boolean;
boolean visited[MAXVEX];
typedef char VertexType;
typedef int EdgeType;
#define MAXVEX 10
#define INFINITY 65535
typedef struct EdgeNode //边表结构点
{
int adjvex;
struct EdgeNode *next;
}EdgeNode;
typedef struct VertexNode //顶点表结构点
{
VertexType data;
EdgeNode *firstedge;
}VertexNode,AdjList[MAXVEX];
typedef struct //总表结构
{
AdjList adjList;
int numVertexes,numEdges;
}GraphAdjList;

比邻接矩阵复杂一点,但是其结构只有三种,总表、定点表和边表

创建:

void CreateALGraph(GraphAdjList *G)
{
int i,j,k;
EdgeNode *e;
printf("请输入顶点数和边数(空格隔开)\n");
scanf("%d %d",&G->numVertexes,&G->numEdges);
for(i = 0;i < G->numVertexes;i++)
{
scanf("%c",&G->adjList[i].data);
G->adjList[i].firstedge = NULL;
}
for(k = 0;k < G->numVertexes;k++)
{
printf("输入边(vi,vj)上的下标i,下标j:\n");
scanf("%d %d",&i,&j);
e = (EdgeNode*)malloc(sizeof(EdgeNode));
e->adjvex=i;
e->next = adjList[j].firstedge;
adjList[j].firstedge = e;
e = (EdgeNode*)malloc(sizeof(EdgeNode));
e->adjvex=j;
e->next = adjList[i].firstedge;
adjList[i].firstedge = e;
}
}

DFS算法实现:

void DFS(GraphAdjList GL,int i)
{
EdgeNode *p;
visited[i] = 1;
printf("%c",GL->adjList[i].data);
while(p)
{
if(!visited[p->adjvex])
DFS(GL,p->adjvex);
p = p->next;
}
}
void DFStraverse(GraphAdjList GL)
{
int i;
for(i = 0;i < GL->numVertexes;i++)
visited[i] = 0;
for(i = 0;i < GL->numVertexes;i++)
{
if(!visited[i])
DFS(GL,i);
}
}

利用邻接表的方式能够实现相同效果的遍历,同时这种方法的算法时间复杂度为 O(n+e)

显然对于点多边少的稀疏图来说,邻接表结构使得算法在时间效率上大大提高。

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本文为[compassion‘s]所创,转载请带上原文链接,感谢
https://www.cnblogs.com/yx1999/p/10354950.html

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