广度优先遍历,又称为广度优先搜索,简称BFS。
如果说图的深度优先遍历类似树的前序遍历,那么图的广度优先遍历就类似于树的层序遍历了。
邻接矩阵方式的广度优先遍历
#include<iostream>
#include<vector>
#include<queue>
using namespace std;
#define MAXVEX 100//最大顶点数
typedef char VertexType;//顶点类型
typedef int EdgeType;//边上的权值类型
typedef struct
{
VertexType vexs[MAXVEX];//顶点表
EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];//邻接矩阵
int numVertexte;//当前顶点数
int numEdges;//当前边数
}MGraph;
void BFSTraverse(MGraph G)
{
queue<VertexType> q;//存储节点用的辅助队列
vector<bool> visited(G.numVertexte, false);//初始所有的顶点状态都是未访问过得
for (int i = 0; i < G.numVertexte; ++i)
{
if (!visited[i])//若是未访问过就处理
{
visited[i] = true;//设置当前顶点访问过
cout << G.vexs[i] << " ";//打印顶点
q.emplace(i);//将此顶点入队列
while (!q.empty())//若当前队列不为空
{
i = q.front();//将队中元素出队列,赋值给1
q.pop();
for (int j = 0; j < G.numVertexte; ++j)
{
if (G.arc[i][j] == 1 && !visited[j])//判断其他顶点若与当前顶点存在边且未访问过
{
visited[j] = true;//将找到的此顶点标记为已访问
cout << G.vexs[j] << " ";//打印顶点
q.emplace(j);//将找到的此顶点入队列
}
}
}
}
}
}
邻接表方式的广度优先遍历
#include<iostream>
#include<vector>
#include<queue>
using namespace std;
#define MAXVEX 100//最大顶点数
typedef char VertexType;//顶点类型
typedef int EdgeType;//边上的权值类型
typedef struct EdgeNode
{
int adjvex;//邻接点域,存储该顶点对应的下标
EdgeType weight;//用于存储权值,对于非网图可以不需要
struct EdgeNode* next;//指向下一个邻接点
}EdgeNode;
typedef struct VertexNode //顶点表结点
{
VertexType data;//存储顶点信息
EdgeNode* firstedge;//指向该顶点的第一个相邻结点
}VertexNode,AdjList[MAXVEX];
typedef struct
{
AdjList adjList;
int numVertexes;//当前顶点数
int numEdges;//当前边数
}GraphAdjList;
void BFSTraverse(GraphAdjList G)
{
EdgeNode* p = nullptr;
queue<VertexType> q;//存储节点用的辅助队列
vector<bool> visited(G.numVertexes, false);//初始所有的顶点状态都是未访问过得
for (int i = 0; i < G.numVertexes; ++i)
{
if (!visited[i])//若是未访问过就处理
{
visited[i] = true;//设置当前顶点访问过
cout << G.adjList[i].data << " ";//打印顶点
q.emplace(i);//将此顶点入队列
while (!q.empty())//若当前队列不为空
{
i = q.front();//将队中元素出队列,赋值给1
q.pop();
p = G.adjList[i].firstedge;
while(p)
{
if (!visited[p->adjvex])//判断其他顶点若与当前顶点存在边且未访问过
{
visited[p->adjvex] = true;//将找到的此顶点标记为已访问
cout <<G.adjList[p->adjvex].data<< " ";//打印顶点
q.emplace(p->adjvex);//将找到的此顶点入队列
}
p = p->next;//指针指向下一个邻接点
}
}
}
}
}
对比图的深度优先遍历与广度优先遍历算法,你会发现,它们在时间复杂度上是一样的,不同之处仅仅在于对顶点访问的顺序不同。可见两者在全图遍历上是没有优劣之分的,只是视不同的情况选择不同的算法。
不过如果图顶点和边非常多,不能在短时间内遍历完成,遍历的目的是为了寻找合适的顶点,那么选择哪种遍历就要仔细斟酌了。深度优先更适合目标比较明确,以找到目标为主要目的的情况,而广度优先更适合在不断扩大遍历范围时找到相对最优解的情况。
如果对图的邻接矩阵或者邻接表不清楚,则可以参考下面这篇博客: