无向图的广度搜索实例

说明一下:下边的例子就是<Java数据结构和算法>书的一个例子,并非我所写的,这一本书我觉得是最好 的一本java数据结构的入门书籍.现在把这一个例子记录在blog上,当作温习一下啦。

无向图的广度搜索的规则有如下:

规则1、访问下一个未来访问的邻接点(如果存在),这个顶点必须是当前顶点的邻接点，标点它，并把它插入到队列中。

规则2、如果因为已经没有未访顶点而不能执行规则1,那么从队列取一个顶点(如果存在),并使其成为当前的顶点。

规则3、如果因为队列为空而不能执行规则2，则搜索结束。

下面是实例的代码:

class Queue
   {
   private final int SIZE = 20;
   private int[] queArray;
   private int front;
   private int rear;

   public Queue()            // constructor
      {
      queArray = new int[SIZE];
      front = 0;
      rear = -1;
      }

   public void insert(int j) // put item at rear of queue
      {
      if(rear == SIZE-1)
         rear = -1;
      queArray[++rear] = j;
      }

   public int remove()       // take item from front of queue
      {
      int temp = queArray[front++];
      if(front == SIZE)
         front = 0;
      return temp;
      }

   public boolean isEmpty()  // true if queue is empty
      {
      return ( rear+1==front || (front+SIZE-1==rear) );
      }

   }  // end class Queue

class Vertex
   {
   public char label;        // label (e.g. 'A')
   public boolean wasVisited;

   public Vertex(char lab)   // constructor
      {
      label = lab;
      wasVisited = false;
      }

   }  // end class Vertex
/*Graph类的bfs()方法和dfs()方法类似的，只是用队列代替了栈，嵌套的循环代替了单层 *循环。外层循环等待队列为空，而内层循环依次寻找当前顶点的未访问邻接点。
**/
class Graph
   {
   private final int MAX_VERTS = 20;
   private Vertex vertexList[]; // list of vertices
   private int adjMat[][];      // adjacency matrix
   private int nVerts;          // current number of vertices
   private Queue theQueue;

   public Graph()               // constructor
      {
      vertexList = new Vertex[MAX_VERTS];
                                          // adjacency matrix
      adjMat = new int[MAX_VERTS][MAX_VERTS];
      nVerts = 0;
      for(int j=0; j<MAX_VERTS; j++)      // set adjacency
         for(int k=0; k<MAX_VERTS; k++)   //    matrix to 0
            adjMat[j][k] = 0;
      theQueue = new Queue();
      }  // end constructor

   public void addVertex(char lab)
      {
      vertexList[nVerts++] = new Vertex(lab);
      }

   public void addEdge(int start, int end)
      {
      adjMat[start][end] = 1;
      adjMat[end][start] = 1;
      }

   public void displayVertex(int v)
      {
      System.out.print(vertexList[v].label);
      }

   //核心代码
   public void bfs()                   // breadth-first search
      {                                // begin at vertex 0
      vertexList[0].wasVisited = true; // mark it
      displayVertex(0);                // display it
      theQueue.insert(0);              // insert at tail
      int v2;

      while( !theQueue.isEmpty() )     // until queue empty,
         {
         int v1 = theQueue.remove();   // remove vertex at head
         // until it has no unvisited neighbors
         while( (v2=getAdjUnvisitedVertex(v1)) != -1 )
            {                                  // get one,
            vertexList[v2].wasVisited = true;  // mark it
            displayVertex(v2);                 // display it
            theQueue.insert(v2);               // insert it
            }   // end while
         }  // end while(queue not empty)

      // queue is empty, so we're done
      for(int j=0; j<nVerts; j++)             // reset flags
         vertexList[j].wasVisited = false;
      }  // end bfs()

   // returns an unvisited vertex adj to v
   public int getAdjUnvisitedVertex(int v)
      {
      for(int j=0; j<nVerts; j++)
         if(adjMat[v][j]==1 && vertexList[j].wasVisited==false)
            return j;
      return -1;
      }  // end getAdjUnvisitedVertex()

   }  // end class Graph

class BFSApp
   {
   public static void main(String[] args)
      {
      Graph theGraph = new Graph();
      theGraph.addVertex('A');    // 0  (start for bfs)
      theGraph.addVertex('B');    // 1
      theGraph.addVertex('C');    // 2
      theGraph.addVertex('D');    // 3
      theGraph.addVertex('E');    // 4

      theGraph.addEdge(0, 1);     // AB
      theGraph.addEdge(1, 2);     // BC
      theGraph.addEdge(0, 3);     // AD
      theGraph.addEdge(3, 4);     // DE

      System.out.print("Visits: ");
      theGraph.bfs();             // breadth-first search
      System.out.println();
      }  // end main()
   }  // end class BFSApp

评论

1 楼 ricky_love 2006-12-27  

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