如何在python上为有向图非递归地实现广度优先搜索

Question

我正在尝试实现一个 BFS 函数，该函数将打印使用广度优先搜索遍历访问的有向图的节点列表。该函数必须以非递归方式实现，并且必须遍历图中的所有节点，因此如果有多个树，它将按以下方式打印：

树 1：a，b

树 2：d、e、h

树 3：.....

我的主要困难是理解如何使 BFS 函数遍历所有节点，如果图有几棵树，而不重新打印以前访问过的节点。

Answer 1

为简单起见，您可以使用队列以非递归方式执行 BFS。这里需要两个数据结构。

1. 维护 BFS 顺序的队列。
2. 列出项哈希表（或集合）以查找重复项。

这是算法：

1. 将图形上的初始点排入队列，然后 哈希表。
2. 如果队列不为空
   1. 从队列中出列。
   2. 将已出队元素的所有邻居排入队列，如果集合中不存在它们，则将它们插入集合中。
   3. 打印（/access/process）出队的元素。
3. 重复步骤 2 到 4，直到队列用完。

您可以在网上找到许多示例和优化。例如：

https://www.geeksforgeeks.org/breadth-first-search-or-bfs-for-a-graph/

https://en.wikipedia.org/wiki/Breadth-first_search

Answer 2

BFS 通常使用队列完成。当您处理一个节点时，您将其子节点推入队列。处理完节点后，您将处理队列中的下一个节点。

这本质上是非递归的。