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synced 2026-04-05 03:30:30 +08:00
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This commit is contained in:
@@ -24,7 +24,11 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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2. 在循环的每轮迭代中,弹出队首顶点并记录访问,然后将该顶点的所有邻接顶点加入到队列尾部。
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3. 循环步骤 `2.` ,直到所有顶点被访问完毕后结束。
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为了防止重复遍历顶点,我们需要借助一个哈希表 `visited` 来记录哪些节点已被访问。
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为了防止重复遍历顶点,我们需要借助一个哈希集合 `visited` 来记录哪些节点已被访问。
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!!! tip
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哈希集合可以看作一个只存储 `key` 而不存储 `value` 的哈希表,它可以在 $O(1)$ 时间复杂度下进行 `key` 的增删查改操作。根据 `key` 的唯一性,哈希集合通常用于数据去重等场景。
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=== "Python"
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@@ -34,7 +38,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
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# 顶点遍历序列
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res = []
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# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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# 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited = set[Vertex]([start_vet])
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# 队列用于实现 BFS
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que = deque[Vertex]([start_vet])
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@@ -60,7 +64,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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vector<Vertex *> graphBFS(GraphAdjList &graph, Vertex *startVet) {
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// 顶点遍历序列
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vector<Vertex *> res;
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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unordered_set<Vertex *> visited = {startVet};
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// 队列用于实现 BFS
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queue<Vertex *> que;
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@@ -91,7 +95,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = new ArrayList<>();
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
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visited.add(startVet);
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// 队列用于实现 BFS
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@@ -122,7 +126,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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List<Vertex> GraphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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HashSet<Vertex> visited = [startVet];
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// 队列用于实现 BFS
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Queue<Vertex> que = new();
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@@ -153,7 +157,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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func graphBFS(g *graphAdjList, startVet Vertex) []Vertex {
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// 顶点遍历序列
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res := make([]Vertex, 0)
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited := make(map[Vertex]struct{})
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visited[startVet] = struct{}{}
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// 队列用于实现 BFS, 使用切片模拟队列
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@@ -189,7 +193,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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func graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex) -> [Vertex] {
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// 顶点遍历序列
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var res: [Vertex] = []
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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var visited: Set<Vertex> = [startVet]
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// 队列用于实现 BFS
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var que: [Vertex] = [startVet]
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@@ -219,7 +223,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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function graphBFS(graph, startVet) {
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// 顶点遍历序列
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const res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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const visited = new Set();
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visited.add(startVet);
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// 队列用于实现 BFS
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@@ -250,7 +254,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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function graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): Vertex[] {
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// 顶点遍历序列
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const res: Vertex[] = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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const visited: Set<Vertex> = new Set();
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visited.add(startVet);
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// 队列用于实现 BFS
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@@ -281,7 +285,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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Set<Vertex> visited = {};
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visited.add(startVet);
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// 队列用于实现 BFS
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@@ -313,7 +317,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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fn graph_bfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> Vec<Vertex> {
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// 顶点遍历序列
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let mut res = vec![];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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let mut visited = HashSet::new();
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visited.insert(start_vet);
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// 队列用于实现 BFS
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@@ -421,7 +425,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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fun graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): MutableList<Vertex?> {
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// 顶点遍历序列
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val res = mutableListOf<Vertex?>()
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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val visited = HashSet<Vertex>()
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visited.add(startVet)
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// 队列用于实现 BFS
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@@ -452,7 +456,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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||||
# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
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||||
# 顶点遍历序列
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res = []
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# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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# 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited = Set.new([start_vet])
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# 队列用于实现 BFS
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que = [start_vet]
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@@ -528,7 +532,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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**时间复杂度**:所有顶点都会入队并出队一次,使用 $O(|V|)$ 时间;在遍历邻接顶点的过程中,由于是无向图,因此所有边都会被访问 $2$ 次,使用 $O(2|E|)$ 时间;总体使用 $O(|V| + |E|)$ 时间。
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**空间复杂度**:列表 `res` ,哈希表 `visited` ,队列 `que` 中的顶点数量最多为 $|V|$ ,使用 $O(|V|)$ 空间。
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**空间复杂度**:列表 `res` ,哈希集合 `visited` ,队列 `que` 中的顶点数量最多为 $|V|$ ,使用 $O(|V|)$ 空间。
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## 9.3.2 深度优先遍历
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@@ -540,7 +544,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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### 1. 算法实现
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这种“走到尽头再返回”的算法范式通常基于递归来实现。与广度优先遍历类似,在深度优先遍历中,我们也需要借助一个哈希表 `visited` 来记录已被访问的顶点,以避免重复访问顶点。
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这种“走到尽头再返回”的算法范式通常基于递归来实现。与广度优先遍历类似,在深度优先遍历中,我们也需要借助一个哈希集合 `visited` 来记录已被访问的顶点,以避免重复访问顶点。
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=== "Python"
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@@ -561,7 +565,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
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# 顶点遍历序列
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res = []
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# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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# 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited = set[Vertex]()
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dfs(graph, visited, res, start_vet)
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return res
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@@ -588,7 +592,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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vector<Vertex *> graphDFS(GraphAdjList &graph, Vertex *startVet) {
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// 顶点遍历序列
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vector<Vertex *> res;
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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unordered_set<Vertex *> visited;
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dfs(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@@ -616,7 +620,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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||||
// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = new ArrayList<>();
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
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dfs(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@@ -645,7 +649,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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List<Vertex> GraphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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HashSet<Vertex> visited = [];
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DFS(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@@ -675,7 +679,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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func graphDFS(g *graphAdjList, startVet Vertex) []Vertex {
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||||
// 顶点遍历序列
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res := make([]Vertex, 0)
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited := make(map[Vertex]struct{})
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dfs(g, visited, &res, startVet)
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// 返回顶点遍历序列
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@@ -705,7 +709,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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func graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex) -> [Vertex] {
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// 顶点遍历序列
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var res: [Vertex] = []
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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var visited: Set<Vertex> = []
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dfs(graph: graph, visited: &visited, res: &res, vet: startVet)
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return res
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@@ -735,7 +739,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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function graphDFS(graph, startVet) {
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// 顶点遍历序列
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const res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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const visited = new Set();
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dfs(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@@ -769,7 +773,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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function graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): Vertex[] {
|
||||
// 顶点遍历序列
|
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const res: Vertex[] = [];
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
|
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const visited: Set<Vertex> = new Set();
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||||
dfs(graph, visited, res, startVet);
|
||||
return res;
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@@ -802,7 +806,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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Set<Vertex> visited = {};
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dfs(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@@ -833,7 +837,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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fn graph_dfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> Vec<Vertex> {
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// 顶点遍历序列
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let mut res = vec![];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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let mut visited = HashSet::new();
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dfs(&graph, &mut visited, &mut res, start_vet);
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@@ -904,7 +908,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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fun graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex?): MutableList<Vertex?> {
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// 顶点遍历序列
|
||||
val res = mutableListOf<Vertex?>()
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
val visited = HashSet<Vertex?>()
|
||||
dfs(graph, visited, res, startVet)
|
||||
return res
|
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@@ -931,7 +935,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
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||||
# 顶点遍历序列
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res = []
|
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# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
# 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited = Set.new
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dfs(graph, visited, res, start_vet)
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res
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@@ -1003,4 +1007,4 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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**时间复杂度**:所有顶点都会被访问 $1$ 次,使用 $O(|V|)$ 时间;所有边都会被访问 $2$ 次,使用 $O(2|E|)$ 时间;总体使用 $O(|V| + |E|)$ 时间。
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**空间复杂度**:列表 `res` ,哈希表 `visited` 顶点数量最多为 $|V|$ ,递归深度最大为 $|V|$ ,因此使用 $O(|V|)$ 空间。
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**空间复杂度**:列表 `res` ,哈希集合 `visited` 顶点数量最多为 $|V|$ ,递归深度最大为 $|V|$ ,因此使用 $O(|V|)$ 空间。
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