步步为营(十六)搜索(二)BFS 广度优先搜索

上一篇讲了DFS,那么与之相应的就是BFS。也就是 宽度优先遍历,又称广度优先搜索算法。

首先,让我们回顾一下什么是“深度”:

更学术点的说法,能够看做“单位距离下,离起始状态的长度”

那么广度是什么呢?

个人认为,能够这么归纳:

何为广度? 能够看做“距离初始状态距离相等的结点”的集合

那么BFS的核心思想就是:从初始结点開始,搜索生成第一层结点。检查目标结点是否在这些结点中,若没有,再将全部第一层的结点逐一进行搜索,得到第二层结点,并逐一检查第二层结点中是否包括目标结点。若没有,再继续搜索第二层全部结点……,如此依次扩展,直到发现目标结点为止。

这样就保证了:假设我如今找到了目标结点(也能够称作当前问题的解)。那么我之前肯定没有发现过目标结点,并且因为是广度优先搜索。所以当前的解一定是距离起始结点近期的,也就是最优解。因为第一个解就是最优解,那么我们就能够尝试打印出道路。

伪代码例如以下:

queue 结点队列
queue.push(起始节点)
while(结点队列不为空)
{
    queue.front();
    queue.pop();//取出头结点

    if(头结点是目标结点)
    {
        跳出循环。
    }
    for(对下一层结点进行推断)
    {
        if(结点满足筛选条件)
        {
            queue.push(满足帅选条件的结点)
        }
    }
}

那么对于上一篇文章中果园的地图,我们的部分状态是这种:

S 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 0 0

0 0 0 0 G

从S点開始,设S点坐标为(1,1)

(1,1)

->(1,2)//第一层

->(2,1)//第一层

->(3,1)//第二层

->(3,2)//第三层

->(4,1)//第三层

……

->(5,5)//找到目标结点,结束

BFS因为维护了一个队列。所以节省了递归须要消耗的时间,可是空间上却比递归消耗的多的多。假设须要找多个解或者每一个节点的状态比較多。可能会面临空间超限的情况。

所以:

  1. 求多个解,首先考虑DFS;
  2. 求单个解,首先考虑BFS


代表题目:HDU 1072 Nightmare

题目大意:在迷宫中有一个炸弹,过六个单位时间就会爆炸。要你求一个起点到迷宫的终点的最短距离,迷宫中有时间重置器,当你走到这个格子。炸弹的爆炸时间又一次置为0,迷宫中标识为墙壁的格子不能走。到达随意一个格子时,炸弹计数器为0时,则失败。

解题思路:最短距离。就想到用宽度优先遍历,可是要一个辅助的数组来保存每一个格子的时间信息。因为每一个格子前进一步的花费时间单位是一样的,所以宽度遍历的结果自然是最短距离。因为时间单位有限制。仅仅能走六个单元,仅仅有在这六个时间单位里到达了终点,或者走到了时间设置开关把炸弹计时器置为0才干继续走下去,所以要一个辅助数组来保存每一个格子剩余的最大时间单位,仅仅有走到当前的格子的剩余时间单位比之前的大时。这个状态才干增加队列中。

以下是代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <queue>
#include <algorithm>

using namespace std;

struct node
{
    int x, y;
    int step;
    int t;
};

const int maxn = 9;

int dir[4][2] = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};
int maze[maxn][maxn], graph[maxn][maxn];
int n, m, ex, ey, ans;

bool bfs(int x, int y);

int main()
{

    int test;
    scanf("%d", &test);
    while(test-- != 0)
    {
        scanf("%d %d", &n, &m);
        int sx, sy;
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            for(int j = 0; j < m; j++)
            {
                scanf("%d", &maze[i][j]);
                if(maze[i][j] == 2)
                    sx = i, sy = j;
                if(maze[i][j] == 3)
                    ex = i, ey = j;
                graph[i][j] = 0;
            }
        }
        if(bfs(sx, sy))
            printf("%d\n", ans);
        else
            printf("-1\n");
    }

    return 0;
}

bool bfs(int x, int y)
{
    queue<node> que;
    node s;
    s.x = x;
    s.y = y;
    s.step = 0;
    s.t = 6;
    graph[x][y] = 6;
    que.push(s);
    while(!que.empty())
    {
        node st = que.front();
        que.pop();
        if(st.x == ex && st.y == ey)
        {
            ans = st.step;
            return true;
        }
        if(st.t == 1)
            continue;
        for(int i = 0; i < 4; i++)
        {
            int dx = st.x + dir[i][0];
            int dy = st.y + dir[i][1];

            if(dx >= 0 && dx < n && dy >= 0 && dy < m && maze[dx][dy] != 0)
            {
                node tmp;
                tmp.x = dx; tmp.y = dy;
                tmp.step = st.step + 1;
                tmp.t  = st.t - 1;
                if(maze[dx][dy] == 4)
                    tmp.t = 6;
                if(tmp.t > graph[dx][dy])
                {

                    graph[dx][dy] = tmp.t;
                    que.push(tmp);
                }
            }
        }
    }
    return false;
}
时间: 2024-11-05 21:59:42

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GraphMatrix::BFS广度优先搜索

查找某一结点的邻居: virtual int firstNbr(int i) { return nextNbr(i, n); } //首个邻接顶点 virtual int nextNbr(int i, int j) //相对于顶点j的下一邻接顶点 { while ((-1 < j) && (!exists(i, --j))); return j; } //逆向线性试探(改用邻接表可提高效率) 对于图中的所有顶点,对每一个连通区域进行BFS: template <typename

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DFS简介 深度优先搜索,从起点开始按照某个原则一直往深处走,直到找到解,或者走不下去,走不下去则回溯到前一节点选择另一条路径走,直到找到解为止. BFS简介 广度优先搜索,从起点开始先搜索其相邻的节点,由此向外不断扩散,直到找到解为止. 举例解释 从1开始去寻找5 DFS: 原则:优先选择左手边 过程:1-2-3-4-6-4-5 BFS: 队列情况:1 2.5     5.3 5出来则找到 遍历图中所有点 DFS: 原则:优先选择左手边 过程:1-2-3-4-6-4-5 BFS: 队列情况:1

关于宽搜BFS广度优先搜索的那点事

以前一直知道深搜是一个递归栈,广搜是队列,FIFO先进先出LILO后进后出啥的.DFS是以深度作为第一关键词,即当碰到岔道口时总是先选择其中的一条岔路前进,而不管其他岔路,直到碰到死胡同时才返回岔道口并选择其他岔路.接下来将介绍的广度优先搜索(Breadth First Search, BFS)则是以广度为第一关键词,当碰到岔道口时,总是先一次访问从该岔道口能直接到达的所有节结点,然后再按这些结点被访问的顺序去依次访问它们能直接到达的所有结点,以此类推,直到所有结点都被访问为止.这就跟平静的水面

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背景 (以下背景资料转载自:http://www.cnblogs.com/springfor/p/3874591.html?utm_source=tuicool) DFS(Dpeth-first Search)顾名思义,就是深度搜索,一条路走到黑,再选新的路.记得上Algorithm的时候,教授举得例子就是说,DFS很像好奇的小孩,你给这个小孩几个盒子套盒子,好奇的小孩肯定会一个盒子打开后继续再在这个盒子里面搜索.等把这一套盒子都打开完,再打开第二套的.Wikipedia上的讲解是:"Depth

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2017-07-25 21:40:22 writer:pprp 在DFS的基础上加上了一个BFS函数 #include <iostream> #include <queue> using namespace std; const int N = 9; queue<int> qu; int visited[N] = {0}; //新引入一个数组,用于标记是否访问过 struct node { int vertex; node*next; }; node head[N];

BFS(广度优先搜索)

///POJ 3278 Catch That Cow #include<stdio.h>#include<string.h>#include<iostream>#include<queue>using namespace std; int step[100010];int vis[100010];queue <int> q; int BFS(int n, int k){ int i; int head, next; q.push(n); step

邻接表实现BFS广度优先搜索

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define VERTEX_NUM 8 typedef enum {FALSE = 0, TRUE = 1}BOOL; typedef struct ArcNode { int adjvex; struct ArcNode *nextarc; // struct不能少 }ArcNode; BOOL visited[VERTEX_NUM + 1]; //