BFS

# 概述

# 概念

bfs常与队列并用,是一种与dfs作用类似但更优秀与高效的算法,不用担心递归爆栈,但在记录路径时较为麻烦,在大数据或只遍历数据时可以尝试使用。

# 树遍历

过程解析:

层次遍历:1.2.3.4.5.6.7.8.9.10
bfs理解:(ps:这里右侧为队首)
首先祖先1入队列,开始bfs(录入:无)

1

判断队列不为空,通过队首1使两个儿子2.3依次入队列,1出去(录入:1、2、3)

3 2

判断队列不为空,通过队首2使4.5入队列,2出去(录入:1、2、3、4、5)

5 4 3

判断队列不为空,通过队首3使6.7入队,3出去(录入:1、2、3、4、5、6、7)

7 6 5 4

判断队列不为空,通过队首4无子结点入队,4出去(录入:1、2、3、4、5、6、7)

7 6 5

判断队列不为空,通过队首5使8入队,5出去(录入:1、2、3、4、5、6、7、8)

8 7 6

判断队列不为空,通过队首6使9.10入队,6出去(录入:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)

10 9 8 7

判断队列不为空,通过队首7无子结点入队,7出去(录入:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)

10 9 8

判断队列不为空,通过队首8无子结点入队,8出去(录入:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)

10 9

判断队列不为空,通过队首9无子结点入队,9出去(录入:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)

10

判断队列不为空,通过队首10无子结点入队,10出去(录入:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)

判断队列为空,结束循环,录入:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,遍历结束

# 图遍历

1 2 3
4 5 6
7 8 9
从1走到9(且只能向右或向下),走过的不重复走,下面是队列内部流程展示
1
4 2
5 3 4
7 5 3
6 7 5
8 6 7
8 6
9 8
9
遍历结束

# 线性遍历

HDU测试链接 (opens new window)

用样例说明先,下面为队列内部展示:
起点1层进队

1

1层没法使-3层进队,于是4层进队,1层出队

4

4层没法使6层进队,2层进队,4层出队

2

2层没法使-1层入队,5层入队,二层出队

5

5层达到,结束

#include <stack>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <queue>
#define rep1(i, a, n) for (int i = a; i <= n; i++)
#define rep2(i, a, n) for (int i = a; i >= n; i--)
#define mm(a, b) memset(a, b, sizeof(a))
#define elif else if
typedef long long ll;
const int INF = 0x7FFFFFFF;
using namespace std;
struct node//每一层的数据
{
    int level;//层数
    int steps;//最少步数
};
int N;//楼高
int start, target;//记录起点与终点
int num[205];//每一层的可移动数字
int vis[205];//记录是否走过这一层(基础剪枝)

void bfs()
{
    queue<node> q;//为每一次的起点提供可选的空间
    node cur, next;//本次的结构体与下一次的结构体
    
    //先将一套完整的起点入队
    cur.level = start;
    cur.steps = 0;
    q.push(cur);
    vis[start] = 1;//记录一下起点走过了
    
    while(!q.empty())//队内元素不为空就继续
    {
        cur = q.front();//先把栈首的拿出来用
        q.pop();
        
        if(cur.level==target) //特判是否是目标层
        {
            printf("%d\n", cur.steps);
            return;
        }

        //按向上按键
        next.level = cur.level + num[cur.level];//下一个能到的层
        next.steps = cur.steps + 1;//到达下一个层所用的步数
        if(next.level<=N&&!vis[next.level])//满足条件就记录一下然后入栈
            vis[next.level] = 1, q.push(next);

        //按向下按键
        next.level = cur.level - num[cur.level];//下一个能到的层
        next.steps = cur.steps + 1;//到达下一个层所用的步数
        if(next.level>=1&&!vis[next.level])//满足条件就记录一下然后入栈
            vis[next.level] = 1, q.push(next);
    }
    
    printf("-1\n");//空了也没法到,就输出-1
    return;
}

int main()
{
    while(scanf("%d",&N)==1,N)
    {
        mm(vis, 0);//初始化vis记录数组
        scanf("%d%d", &start, &target);
        rep1(i, 1, N) scanf("%d", &num[i]);
        bfs();
    }
    return 0;
}


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
Last Updated: 11/28/2023, 1:03:38 PM