算法设计与分析基础11广度优先遍历

Posted 2020-09-19 cutter_point

package cn.xf.algorithm.ch03;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Iterator;
import java.util.Queue;

import org.junit.Test;

/**
 * 
 * 功能：广度优先遍历
 * @author xiaofeng
 * @date 2017年5月21日
 * @fileName BFS.java
 *
 */
public class BFS {

	public void breadthFirstSearch(int graph[][], char points[], int marks[]) {
		//初始化所有标记
		for(int i = 0; i < marks.length; ++i) {
			marks[i] = 0;
		}
		//遍历所有节点
		for(int i = 0; i < points.length; ++i) {
			//判断是否已经遍历被标记，如果没有，就作为一个新的树的起始节点
			if(marks[i] == 0) {
				//没有被标记
				StringBuilder paths = new StringBuilder(points[i] + "");
				//开始广度遍历
				marks[i] = 1;
				bfsc(graph, points, marks, i, paths);
				System.out.println(paths.toString());
			}
		}
	}
	
	/**
	 * 广度优先遍历一颗树
	 * @param graph
	 * @param points
	 * @param marks
	 * @param firstIndex
	 * @param paths
	 */
	public void bfsc(int graph[][], char points[], int marks[], int firstIndex, StringBuilder paths) {
		//创建队列，存放当前节点的所有子女节点,索引
		Queue queue = new ArrayDeque<Integer>();
		queue.add(firstIndex);
		//下层的子女节点的所有集合
		//遍历队列,并且把下级子节点添加到新队列中，等待下次遍历
		//只要队列不为空，就不点遍历，到叶子节点
		while(!queue.isEmpty()) {
			//取出当前的前向节点，遍历其下所有子女节点,队列中有数据
			//获取并移除此双端队列所表示的队列的头
			int temp = (Integer) queue.poll();	//获取队列头
			//获取其后面的可达节点
			for(int i = 0; i < points.length; ++i) {
				int arrayNum = graph[temp][i];	//是否可达，并且还要判断是否已经被标记
				if(marks[i] == 0 && arrayNum != 0) {
					//如果这个节点可达并且没有被标记，就把这个节点添加到队列中
					paths.append(" => " + points[i]);
					marks[i] = 1; //从新标记节点
					queue.add(i);
				}
			}
		}
	}
	
	@Test
	public void test1() {
		BFS bfs = new BFS();
		//a,b,c,d,e,f,g,h,i,j一共10个节点，两颗树
		//以下是矩阵图，0表示不相连，1表示相连，节点本身自己到自己为0
		int graph[][] = {
			//   a,b,c,d,e,f,g,h,i,j
				{0,0,1,1,1,0,0,0,0,0},  //a 到其他节点
				{0,0,0,0,1,1,0,0,0,0},	//b 到其他节点
				{1,0,0,1,0,1,0,0,0,0},	//c 到其他节点
				{1,0,1,0,0,0,0,0,0,0},	//d 到其他节点
				{1,1,0,0,0,1,0,0,0,0},	//e 到其他节点
				{0,1,1,0,1,0,0,0,0,0},	//f 到其他节点
				{0,0,0,0,0,0,0,1,0,1},	//g 到其他节点
				{0,0,0,0,0,0,1,0,1,0},	//h 到其他节点
				{0,0,0,0,0,0,0,1,0,1},	//i 到其他节点
				{0,0,0,0,0,0,1,0,1,0}	//j 到其他节点
		};
		char points[] = {\'A\', \'B\', \'C\', \'D\', \'E\', \'F\', \'G\', \'H\', \'I\', \'J\'};
		int marks[] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
		bfs.breadthFirstSearch(graph, points, marks);
	}
}

　　

结果：