广度优先搜索 (BFS)答案

【问题标题】：Breadth First Search (BFS)广度优先搜索 (BFS)
【发布时间】：2020-01-15 15:45:16
【问题描述】：

我正在研究 BFS 算法，但我有一个关于如何将相邻节点插入队列的问题。

例如，假设我们正在处理一个无向图，并且我们想要执行 BFS 以输出图的内容，那么我们如何知道相邻节点插入到哪个 order从队列中拉出初始节点后的队列？另外，有没有办法修改相邻节点插入队列的方式？

任何帮助将不胜感激，谢谢。

【问题讨论】：

答案将部分取决于节点是邻居这一事实的表示方式。并且根据 BFS 算法的实现，邻居的顺序可能很重要，也可能无关紧要。
在许多情况下，顺序没有区别。

标签： java algorithm traversal breadth-first-search

【解决方案1】：

兄弟（邻居）的插入顺序完全由插入它们的代码决定——从理论上讲，没有要求。 BFS 的要求是在深度为k 的所有节点之前遍历所有深度为k+1 的节点。

例如，给定队列q和根节点root：

q.enqueue(root);

while(!q.isEmpty()) {
     Node n = q.dequeue();

     <process n>

     // add children to queue
     for (Node child : n.getChildren()) {
          q.enqueue(child);
     }
}

所以如果这以n 作为树的根开始，它将按级别顺序遍历整个树，即广度优先。所以你问，孩子是按什么顺序插入的？好吧，这仅取决于 getChildren() 遍历节点的顺序（在此示例中）。其他实现可能会对它们进行排序并按该顺序添加它们。或者有一个父级下的子级的链表顺序。或者随意挑选。

如果节点有数值并且树有格式

1
1.1 1.2          1.3
    1.2.1 1.2.2  1.3.1

代码可以设置为按数字顺序遍历子项。它将处理 1，将其子代 (1.1, 1.2, 1.3) 添加到队列中，处理 1.1，将其子代 (none) 添加到队列中，处理 1.2，将其子代 (1.2.1, 1.2.2) 添加到队列中，进程 1.3 及其子进程 (1.3.1) 到队列中，然后进入第三级。

如果您想修改顺序，您可以 (A) 更改将节点添加到队列的代码逻辑，指定选择下一个要推送的子节点的特定方式，而不是盲目地迭代，(B) 更改/覆盖 enquque 块调用的迭代函数getChildren()，或 (C) 如果您知道迭代方法但无法更改代码，则强制树具有将由迭代函数以如下方式遍历的设置例如，通过重命名节点或以特定方式将它们链接到结构中。选项 (B) 可能是首选。

既然您说图形是“无向的”，听起来您可能无法控制图形本身的顺序，因此选项（C）无论如何都不起作用。因此，如果要控制子节点的顺序，则需要使迭代代码以某种方式对节点进行排序，以便获得一致的结果。

【讨论】：

为了增加一个实用的角度，该图很可能使用标准数据结构来表示，例如邻接表（在这种情况下，邻居将按照它们作为邻居添加到当前的任何顺序进行迭代节点），邻接矩阵（在这种情况下，邻居可能会按数字升序迭代），或边缘列表（在这种情况下，邻居将按照添加边缘的顺序进行迭代）。如果邻接列表或边缘列表数据结构使用集合而不是列表，则可能未指定顺序。