算法與數據結構基礎 - 廣度優先搜索(BFS)

時間 2019-11-07

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BFS基礎css

廣度優先搜索(Breadth First Search)用於按離始節點距離、由近到遠漸次訪問圖的節點，可視化BFShtml

一般使用隊列(queue)結構模擬BFS過程，關於queue見：算法與數據結構基礎 - 隊列(Queue)git

最直觀的BFS應用是圖和樹的遍歷，其中圖經常使用鄰接表或矩陣表示，例如 LeetCode題目 690. Employee Importance：github

// LeetCode 690. Employee Importance
/*
class Employee {
public:
    int id;
    int importance;
    vector<int> subordinates;
};
*/
// Input: [[1, 5, [2, 3]], [2, 3, []], [3, 3, []]], 1 Output: 11
class Solution {
public:
    int getImportance(vector<Employee*> employees, int id) {
        int res=0;
        unordered_map<int,Employee*> m;
        for(Employee* e:employees) m[e->id]=e;
        queue<Employee*> q;
        q.push(m[id]);
        while(!q.empty()){
            Employee* cur=q.front();q.pop();
            res+=cur->importance;
            for(auto s:cur->subordinates) q.push(m[s]);
        }
        return res;
    }
};

相關LeetCode題：算法

690. Employee Importance 題解數據結構

513. Find Bottom Left Tree Value 題解ide

101. Symmetric Tree 題解ui

529. Minesweeper 題解spa

200. Number of Islands 題解

133. Clone Graph 題解3d

拓撲排序(Topological Sort)也應用了BFS遍歷思想、以達成按依賴關係排序的目的，關於拓撲排序見：算法與數據結構基礎 - 拓撲排序(Topological Sort)

層信息

BFS思路是從某節點層層往外擴展，一些場景下咱們須要處理層(level)相關的信息，例如 LeetCode題目 102. Binary Tree Level Order Traversal：

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> res;
        if(root==NULL) return res;
        queue<TreeNode*> q;
        q.push(root);
        while(!q.empty()){
            int size=q.size();
            vector<int> tmp;
            for(int i=0;i<size;i++){   //處理當前level
                TreeNode* cur=q.front();q.pop();
                tmp.push_back(cur->val);
                if(cur->left) q.push(cur->left);
                if(cur->right) q.push(cur->right);
            }
            res.push_back(tmp);
        }
        return res;
    }
};