1、算法用途:
是一种图像搜索演算法。用于遍历图中的节点,有些类似于树的深度优先遍历。这里唯一的问题是,与树不同,图形可能包含循环,因此我们可能会再次来到同一节点。
2、主要思想:
主要借助一个队列、一个布尔类型数组、邻接矩阵完成(判断一个点是否查看过,用于避免重复到达同一个点,造成死循环等),先将各点以及各点的关系存入邻接矩阵。
再从第一个点开始,将一个点存入队列,然后在邻接表中找到他的相邻点,存入队列,每次pop出队列头部并将其打印出来(文字有些抽象,实际过程很简单),整个过程有点像往水中投入石子水花散开。
(邻接表是表示了图中与每一个顶点相邻的边集的集合,这里的集合指的是无序集)
3、代码(java):
(以上图为例的代码)
1 import java.util.*; 2
3 //This class represents a directed graph using adjacency list 4 //representation
5 class Graph1 { 6 private static int V; // No. of vertices
7 private LinkedList<Integer> adj[]; // Adjacency Lists 8
9 // Constructor
10 Graph1(int v) { 11 V = v; 12 adj = new LinkedList[v]; 13 for (int i = 0; i < v; ++i) 14 adj[i] = new LinkedList(); 15 } 16
17 // Function to add an edge into the graph
18 void addEdge(int v, int w) { 19 adj[v].add(w); 20 } 21
22 // prints BFS traversal from a given source s
23 public void BFS() { 24 // Mark all the vertices as not visited(By default 25 // set as false)
26 boolean visited[] = new boolean[V]; 27 // Create a queue for BFS
28 LinkedList<Integer> queue = new LinkedList<Integer>(); 29
30 for (int i = 0; i < V; i++) { 31 if (!visited[i]) { 32 BFSUtil(i, visited, queue); 33 } 34 } 35 } 36
37 public void BFSUtil(int s, boolean visited[], LinkedList<Integer> queue) { 38 // Mark the current node as visited and enqueue it
39 visited[s] = true; 40 queue.add(s); 41
42 while (queue.size() != 0) { 43 // Dequeue a vertex from queue and print it
44 s = queue.poll(); 45 System.out.print(s + " "); 46
47 // Get all adjacent vertices of the dequeued vertex s 48 // If a adjacent has not been visited, then mark it 49 // visited and enqueue it
50 Iterator<Integer> i = adj[s].listIterator(); 51 while (i.hasNext()) { 52 int n = i.next(); 53 if (!visited[n]) { 54 visited[n] = true; 55 queue.add(n); 56 } 57 } 58 } 59 } 60
61 // Driver method to
62 public static void main(String args[]) { 63 Graph1 g = new Graph1(4); 64
65 g.addEdge(0, 1); 66 g.addEdge(0, 2); 67 g.addEdge(1, 2); 68 g.addEdge(2, 0); 69 g.addEdge(2, 3); 70 g.addEdge(3, 3); 71
72 System.out.println("Following is Breadth First Traversal " + "(starting from vertex 2)"); 73 g.BFS(); 74 } 75 }
4、复杂度分析:
算法借助了一个邻接表和队列,故它的空问复杂度为O(V)。 遍历图的过程实质上是对每个顶点查找其邻接点的过程,其耗费的时间取决于所采用结构。 邻接表表示时,查找所有顶点的邻接点所需时间为O(E),访问顶点的邻接点所花时间为O(V),此时,总的时间复杂度为O(V+E)。