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bfs

时间:2020-01-05 11:43:30      阅读:106      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:标准   九度   next   没有   ret   地图   namespace   push   最短路   

队列基本操作

基本操作:

push(x) 将x压入队列的末端

pop() 弹出队列的第一个元素(队顶元素),注意此函数并不返回任何值

front() 返回第一个元素(队顶元素)

back() 返回最后被压入的元素(队尾元素)

empty() 当队列为空时,返回true

size() 返回队列的长度

 

与深度优先搜索的对比

深度优先搜索用栈(stack)来实现,整个过程可以想象成一个倒立的树形:
1、把根节点压入栈中。
2、每次从栈中弹出一个元素,搜索所有在它下一级的元素,把这些元素压入栈中。并把这个元素记为它下一级元素的前驱。
3、找到所要找的元素时结束程序。
4、如果遍历整个树还没有找到,结束程序。
广度优先搜索使用队列(queue)来实现,整个过程也可以看做一个倒立的树形:
1、把根节点放到队列的末尾。
2、每次从队列的头部取出一个元素,查看这个元素所有的下一级元素,把它们放到队列的末尾。并把这个元素记为它下一级元素的前驱。
3、找到所要找的元素时结束程序。
4、如果遍历整个树还没有找到,结束程序。

实际应用

BFS在求解最短路径或者最短步数上有很多的应用。
应用最多的是在走迷宫上。
单独写代码有点泛化,取来自九度1335闯迷宫 [3]  一例说明,并给出C++/Java的具体实现。
在一个n*n的矩阵里走,从原点(0,0)开始走到终点(n-1,n-1),只能上下左右4个方向走,只能在给定的矩阵里走,求最短步数。n*n是01矩阵,0代表该格子没有障碍,为1表示有障碍物。
int mazeArr[maxn][maxn]; //表示的是01矩阵
int stepArr[4][2] = {{-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1}}; //表示上下左右4个方向
int visit[maxn][maxn]; //表示该点是否被访问过,防止回溯,回溯很耗时。
核心代码。基本上所有的BFS问题都可以使用类似的代码来解决。
structNode
{
    intx;
    inty;
    intstep;
Node(intx1,inty1,intstep1):x(x1),y(y1),step(step1){}
};
intBFS()
{
    Nodenode(0,0,0);
    queue<Node>q;
    while(!q.empty())
        q.pop();
    q.push(node);
    while(!q.empty())
    {
        node=q.front();
        q.pop();
        if(node.x==n-1&&node.y==n-1)
        {
            return node.step;
        }
        visit[node.x][node.y]=1;
        for(int i=0;i<4;i++)
        {        
            int x=node.x+stepArr[i][0];
            int y=node.y+stepArr[i][1];
            if(x>=0&&y>=0&&x<n&&y<n&&visit[x][y]==0&&mazeArr[x][y]==0)
            {
                visit[x][y]=1;
                Nodenext(x,y,node.step+1);
                q.push(next);
            }
        }
    }
    return-1;
}

 标准模板2;

//给一个地图由起点到点最短步数 .通*不通
//标准广搜模版题
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
char mp[103][103];          //地图大小
int vis[103][103];          //访问标记
typedef struct point pt;    //点重命名
struct point{int x;int y;}; //点结构体
typedef pair<pt,int> p;     //pair存点与距离,方便队列
int dx[4]={0,0,-1,1};       //X偏移,上下左右
int dy[4]={1,-1,0,0};       //Y偏移,上下左右
int main(){
    int n,m;cin>>n>>m;      //地图大小
    pt s,g;                 //定义起点与终点
    for(int i=1;i<=n;i++){  //遍历行
        for(int j=1;j<=m;j++){  //遍历列
            cin>>mp[i][j];      //输入
            if(mp[i][j]==s){  //如果是起点
                s.x=i;      //记下X
                s.y=j;      //记下Y
            }
            if(mp[i][j]==g){//如果是终点
                g.x=i;      //记下X
                g.y=j;      //记下Y
            }

        }
    }
    queue<p>qu;             //开队列
    qu.push(p(s,0));        //压入起点
    while(!qu.empty()){     //非空
        pt nowp=qu.front().first;   //读出队首点
        int dis=qu.front().second;  //读出队首点到起点步数
        vis[nowp.x][nowp.y]=1;      //打上已访问标记
        qu.pop();                   //弹出队首
        if(nowp.x==g.x&&nowp.y==g.y){cout<<dis<<endl;return 0;}     //到终点跳出
        for(int i=0;i<4;i++){   //未到终点则四个方向偏移
            pt newp;            //定义新点
            newp.x=nowp.x+dx[i];if(newp.x<1 || newp.x>n)continue;   //得新X,超限跳过
            newp.y=nowp.y+dy[i];if(newp.y<1 || newp.y>m)continue;   //得新Y,超限跳过
            if(vis[newp.x][newp.y]==0&&mp[newp.x][newp.y]!=*){    //未访问且可行
                qu.push(p(newp,dis+1));                             //新点压入队列
            }
        }
    }
    cout<<"impossible"<<endl;   //队空都走不到,就肯定走不到了
    return 0;
}

 

 

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原文地址:https://www.cnblogs.com/lipu123/p/12151693.html

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