广度优先搜索解决迷宫问题

Posted 2021-08-11 C语言进阶学习

学习难，

难在于当你处于学习过程时对自己的克制，

 编程亦是如此。

算法简介

 

广度优先搜索（Breadth-First Search，简称BFS）算法和深度优先搜索算法相差无几。在《》我们知道，DFS的思想就是“打破砂锅问到底，不撞南墙不回头”。而BFS算法的思想则是，当给定一个点时，它会依次搜索这个点的周边，每搜索到某个点，就以这个点为中心向周边展开搜索，就像地毯式搜索一样，如下图所示。

同样地，在之前的《 》中我们也接触过，我们知道二叉树的遍历有以下几种：

    1. 先序遍历；

    2. 中序遍历；

    3. 后序遍历；

    4. 层序遍历。

其中前三种是深度优先搜索，层序遍历是广度优先搜索。请看代码：

/* * 层序遍历 */static void lev_order_tree(tree_p node) {
 tree_p temp[100]; int front, rear; if ( node ) {
 front = 0; rear = 1; temp[0] = node; while ( front < rear ) {
 printf("%d ", temp[front]->value); if ( temp[front]->left ) {
 temp[rear++] = temp[front]->left; } if ( temp[front]->right ) {
 temp[rear++] = temp[front]->right; } front++; } }}

在二叉树的层序遍历中，使用到了队列来辅助。因为要逐层遍历，因此先将每一层的结点依次入队，然后根据出队顺序进行访问即可。

迷宫问题

 

同样地，我们用BFS来解决迷宫问题，这里就不重复了上代码了（关键代码和《 》一样），唯一不同的是，广度优先搜索算法采用的数据结构是 ，下面请看广度优先搜索的演示过程：

Play

从视频中可以看出，在同一迷宫中，DFS的速度要快一点，当然这只是一种特殊情况而已，事实上DFS的效率要比BFS高，尤其随着距离和深度的增加，两者的效率差距越大。但是也能反应出来，BFS搜索的范围要比DFS广一些。这并不意味着DFS要比BFS好，根据不同的场景采用不同的算法。如果我们仔细分析，会发现BFS的一大优点，就是可以找出两点之间的最短距离，因为它是起点展开搜索，每个可以走通的方向轮流走一遍。

源码

 

作者是在深度优先搜索算法的基础上进行改修，当然也只需要实现一个简单的队列即可。只需要在“config.h”中定义“_DFS_”或者取消定义即可切换两种算法。

链接：https://pan.baidu.com/s/11_dfT-aeZgqENTONVCiN-A

提取码：s5vj

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