深度优先算法与广度优先算法的比较

发布时间:2018-07-01 06:04:51   来源:文档文库   
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DFSBFS的比较

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一、图的遍历

1.图的遍历的含义

图的遍历是指从图中某结点出发,按某既定方式访问图中各个可访问到的结点,使每个可访问到的结点恰被访问一次。

2.图的遍历方式:深度优先与广度优先

二、DFSBFS区别

1.概念

深度优先遍历可定义如下:首先访问出发点v,并将其标记为已访问过;然后依次从v出发搜索v的每个邻接点w。若w未曾访问过,则以w为新的出发点继续进行深度优先遍历,直至图中所有和源点v有路径相通的顶点(亦称为从源点可达的顶点)均已被访问为止。若此时图中仍有未访问的顶点,则另选一个尚未访问的顶点作为新的源点重复上述过程,直至图中所有顶点均已被访问止。

广度优先遍历可定义如下:假设从图中某顶点v出发,在访问了v之后依次访问v的各个未曾访问过的邻接点,然后分别从这些邻接点出发依次访问它们的邻接点,并使“先被访问的顶点的邻接点”先与“后被访问的顶点的邻接点”被访问,直至图中所有已被访问的顶点的邻接点都被访问到。若此时图中尚有顶点未被访问,则另选图中一个曾被访问的顶点作起始点,重复上述过程,直至图中所有顶点都被访问到为止。

2. 路径

深度优先就是,从初始点出发,不断向前走,如果碰到死路了,就往回走一步,尝试另一条路,直到发现了目标位置。这种方法,即使成功也不一定找到一条好路,但是需要记住的位置比较少。

广度优先就是,从初始点出发,把所有可能的路径都走一遍,如果里面没有目标位置,则尝试把所有两步能够到的位置都走一遍,看有没有目标位置;如果还不行,则尝试所有三步可以到的位置。这种方法,一定可以找到一条最短路径,但需要记忆的内容实在很多,要量力而行。

3.算法实现

(1) 图的深度优先算法的一般性描述:

long DFS(s,结点v)

{ // 从结点v出发,深度优先遍历图s,返回访问到的结点总数

int nNodes; //寄存访问到的结点数目 

访问v;

v已访问标志;

nNodes= 1;

求出v的第1个可达邻接点v;

while (v存在)

{

if (v未被访问过) nNodes=nNodes+DFS(s,v);

求出v的下个可达邻接点v;

}

return nNodes;

(2) 图的广度优先算法的一般性描述:

long BFS(s, 结点v

{ // 在图s中从v出发按广度优先遍历方式遍历s,返回遍历到的结点数目 long nNodes=0;

初始化队q;

if v存在)

{ v队列q;

v为已访问标志;

while (q不空)

{队列q 队头元素出队并送v;

访问v;

nNodes++; //对已访问元素计数

求出v的第一个可达邻接点w ;

while (w存在)

{

if (w尚未被访问过)

{

wq;

w为已访问标志;

}

v的下个可达邻接点w;

}

return nNodes;

}

综上所述,广度优先和深度优先各有优劣之处。一般情况下,深度优先法占内存少但速度较慢,广度优先算法占内存多但速度较快,在距离和深度成正比的情况下能较快地求出最优解。深度优先与广度优先的控制结构和产生系统很相似,唯一的区别在于对扩展节点选取上。由于其保留了所有的前继节点所以在产生后继节点时可以去掉一部分重复的节点,从而提高了搜索效率。这两种算法每次都扩展一个节点的所有子节点,而不同的是,深度优先下一次扩展的是本次扩展出来的子节点中的一个,而广度优先扩展的则是本次扩展的节点的兄弟点。在具体实现上为了提高效率,所以采用了不同的数据结构。因此在选择用哪种算法时,要综合考虑,使达到最优效果。

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/34f45c6a0722192e4436f634.html

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