深度優先搜索(Depth First Search,DFS)是一種常用的圖遍歷算法,可以使用遞歸或者棧來實現。
遞歸實現深度優先搜索算法可以按照以下步驟進行:
定義一個DFS函數,參數為當前節點和訪問狀態的集合,初始狀態為未訪問。
將當前節點標記為已訪問。
遍歷當前節點的鄰接節點,如果鄰接節點未訪問,則遞歸調用DFS函數。
遞歸調用DFS函數后,回溯到上一個節點,繼續遍歷下一個未訪問的鄰接節點。
以下是一個使用遞歸實現深度優先搜索的例子:
def dfs(node, visited):
visited.add(node) # 標記當前節點為已訪問
# 遍歷當前節點的鄰接節點
for neighbor in node.neighbors:
if neighbor not in visited: # 如果鄰接節點未訪問,則遞歸調用DFS函數
dfs(neighbor, visited)
# 使用示例
visited = set() # 記錄訪問狀態的集合
dfs(start_node, visited)
如果不使用遞歸,可以使用棧來實現深度優先搜索算法。棧的原理是先進后出,可以用來保存待訪問的節點。具體步驟如下:
創建一個棧,并將起始節點入棧。
創建一個集合來記錄節點的訪問狀態。
進入循環,直到棧為空:
彈出棧頂節點,并將其標記為已訪問。
遍歷當前節點的鄰接節點,如果鄰接節點未訪問,則將其入棧。
以下是一個使用棧實現深度優先搜索的例子:
def dfs(start_node):
stack = [start_node] # 創建一個棧,并將起始節點入棧
visited = set() # 記錄訪問狀態的集合
while stack:
node = stack.pop() # 彈出棧頂節點
visited.add(node) # 標記當前節點為已訪問
# 遍歷當前節點的鄰接節點
for neighbor in node.neighbors:
if neighbor not in visited: # 如果鄰接節點未訪問,則將其入棧
stack.append(neighbor)
# 使用示例
dfs(start_node)
以上是兩種常見的深度優先搜索算法的實現方式,可以根據具體的需求選擇適合的方法來實現。