简介
广度优先算法(Breadth-First Search,简称BFS)是一种用于遍历或搜索树或图的算法。这个算法从根节点(在图中可以是一个任意节点)开始,探索最近的节点,然后探索下一个级别的节点,依此类推。
以下是广度优先搜索的基本步骤:
创建一个队列Q。
将根节点(或任意起始节点)标记为已访问,并将其入队。
当队列Q非空时,循环执行以下步骤:
从队列Q的头部取出一个节点,并访问它。
将该节点的所有未访问过的相邻节点标记为已访问,并将它们入队。
当队列Q为空时,算法结束。
广度优先搜索算法通常用于解决最短路径问题(例如,在无权图中查找从源节点到目标节点的最短路径),或用于在图中搜索特定节点或结构。
值得注意的是,广度优先搜索算法是一种“层次遍历”算法,即从起始节点开始,先访问所有相邻节点,然后访问这些节点的相邻节点(即起始节点的二级邻居),依此类推。这种层次遍历的方式使得广度优先搜索在某些情况下比深度优先搜索(Depth-First Search,DFS)更有效。
此外,为了优化广度优先搜索的性能,通常会在搜索过程中使用一个集合(例如哈希集合)来记录已经访问过的节点,以避免重复访问和形成无限循环。