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    图的遍历(深度优先搜索和广度优先搜索)

    一、图的遍历 与树的遍历操作类同,图的遍历操作的定义是,访问途中的每个顶点且每个顶点之北访问一次。图的遍历方法有两种:一种是深度优先遍历,另一种是广度优先遍历。图的深度优先遍历类似于树的先根遍历,图的广度优先遍历类同于树的层序遍历。 图的遍历需要考虑的三个问题: (1)图的特点是没有首尾之分,所以算法的参数要指定访问的第一个顶点。 (2)因为对图的遍历路径有可能构成一个回路,从而造成死循环,所以算法设计要考虑遍历路径可能出现的死循环问题。 (3)一个顶点可能和若干个顶点都是邻接顶点,要使一个顶点的所有邻接顶点按照某种次序都被访问到。 二、连通图的深度优先遍历算法。 图的深度优先遍历算法是遍历时深度优先的算法,即在图的所有邻接顶点中,每次都在访问完当前节点后,首先访问当前顶点的第一个邻接顶点。 深度优先遍历算法可以设计成递归算法。对于连通图,从初始顶点出发一定存在路径和连通图中其它顶带相连,所以对于连通图来说,从初始顶点出发一定可以遍历该图。连通图的深度优先遍历递归算法如下。 (1)访问顶点v并标记顶点v已被访问。 (2)查找顶点v的第一个邻接顶点w. (3)若顶点v的邻接顶点w存在,则继续执行,否则算法结束。 (4)若顶点w尚未被访问,则深度优先遍历递归访问顶点w. (5)查找顶点v的w邻接顶点的下一个邻接顶点w,转到步骤(3). 上述递归算法属于回溯算法,当寻找顶点v的邻接顶点w成功时,继续进行;当寻找顶点v的邻接顶点w失败时,回溯到上一次递归调用的地方继续进行。 对于下图:

    03

    数据结构与算法: 三十张图弄懂「图的两种遍历方式」

    遍历是指从某个节点出发,按照一定的的搜索路线,依次访问对数据结构中的全部节点,且每个节点仅访问一次。   在二叉树基础中,介绍了对于树的遍历。树的遍历是指从根节点出发,按照一定的访问规则,依次访问树的每个节点信息。树的遍历过程,根据访问规则的不同主要分为四种遍历方式:   (1)先序遍历   (2)中序遍历   (3)后序遍历   (4)层次遍历   类似的,图的遍历是指,从给定图中任意指定的顶点(称为初始点)出发,按照某种搜索方法沿着图的边访问图中的所有顶点,使每个顶点仅被访问一次,这个过程称为图的遍历。遍历过程中得到的顶点序列称为图遍历序列。   图的遍历过程中,根据搜索方法的不同,又可以划分为两种搜索策略:   (1)深度优先搜索(DFS,Depth First Search)   (2)广度优先搜索(BFS,Breadth First Search)

    02

    【数据结构】图

    1. 图这种数据结构相信大家都不陌生,实际上图就是另一种多叉树,每一个结点都可以向外延伸许多个分支去连接其他的多个结点,而在计算机中表示图其实很简单,只需要存储图的各个结点和结点之间的联系即可表示一个图,顶点可以采取数组vector存储,那顶点和顶点之间的关系该如何存储呢?其实有两种方式可以存储顶点与顶点之间的关系,一种就是利用二维矩阵(二维数组),某一个点和其他另外所有点的连接关系和权值都可以通过二维矩阵来存储,另一种就是邻接表,类似于哈希表的存储方式,数组中存储每一个顶点,每个顶点下面挂着一个个的结点,也就是一个链表,链表中存储着与该结点直接相连的所有其他顶点,这样的方式也可以存储结点间的关系。

    01

    图的割点、桥和双连通分支的基本概念

    回到正题,首先介绍下什么是图的边连通度和点连通度。一般来说,点连通度是指对应一个图G,对于所有点集U属于V(G),也就是V(G)的子集中,使得G-U要么是一个非连通图,要么就是一个平凡图(即仅包含一个独立点的图),其中最小的集合U的大小就是图G的点连通度,有时候也直接称为图的连通度。通俗点说,就是一个图G最少要去掉多少个点会变成非连通图或者平凡图。当然对于一个完全图来说Kn来说,它的连通度就是n-1。 同理,边连通度就是对于一个非平凡图G,至少去掉多少条边才能使得该图变成非连通图。我们的问题就是,对于任意一个图,如何求该图的连通度以及边连通度?这跟最大流问题有什么联系? 简单起见,我们先说如何求一个图的边连通度lamda(G)。(基于无向图考虑) 对于图G,设u,v是图G上的两个顶点,定义r(u,v)为删除最少的边,使得u到v之间没有通路。将图G转换成一个流网络H,u为源点,v是汇点,边容量均为1,那么显然r(u,v)就是流网络的最小割,根据(二)里的介绍,其等于流网络的最大流。 但是,目前为止我们还没解决完问题,因为显然我们要求的边连通度lamda(G)是所有的点对<u,v>对应的r(u,v)中最小的那个值。这样的话我们就必须遍历所有的点对,遍历的的复杂度为O(n*n)。这显然代价太高,而事实上,我们也不必遍历所有点对。

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