Що таке BFS?
Пошук у ширину (BFS) заснований на обході вузлів шляхом додавання сусідів кожного вузла до черги обходу, починаючи з кореневого вузла. BFS для графа подібний до дерева, за винятком того, що графи можуть мати цикли. На відміну від пошуку в глибину, усі сусідні вузли на заданій глибині досліджуються перед переходом до наступного рівня.
hashmap
Алгоритм BFS
Нижче наведено кроки, пов’язані з використанням пошуку в ширину для дослідження графіка:
- Візьміть дані для матриці суміжності або списку суміжності графіка.
- Створіть чергу та заповніть її предметами.
- Активувати кореневий вузол (це означає, що отримати кореневий вузол на початку черги).
- Видаліть із черги заголовок черги (або початковий елемент), а потім поставте в чергу всі найближчі вузли черги зліва направо. Просто зніміть головку з черги та відновіть операцію, якщо вузол не має поряд вузлів, які потрібно дослідити. (Примітка: якщо з’являється сусід, який раніше досліджувався або знаходиться в черзі, не ставте його в чергу; натомість пропустіть).
- Продовжуйте таким чином, доки черга не буде порожньою.
Програми BFS
Завдяки гнучкості алгоритму пошук у ширину є досить корисним у реальному світі. Ось деякі з них:
- У одноранговій мережі виявляються однорангові вузли. Більшість торрент-клієнтів, як-от BitTorrent, uTorrent і qBittorent, використовують цей процес для пошуку «початківців» і «однорангів» у мережі.
- Індекс створено за допомогою методів обходу графів під час веб-сканування. Процедура починається з вихідної сторінки як кореневого вузла та проходить до всіх вторинних сторінок, пов’язаних із вихідною сторінкою (і цей процес продовжується). Завдяки зменшеній глибині дерева рекурсії пошук у ширину має невід’ємну перевагу.
- Використання навігаційних систем GPS за допомогою GPS, проведення пошуку вшир, щоб знайти найближчі сайти.
- Техніка Чейні, яка використовує концепцію пошуку вшир, використовується для збирання сміття.
Приклад BFS Traversal
Для початку розглянемо простий приклад. Ми почнемо з 0 як кореневого вузла і рухатимемося вниз по графіку.
Крок 1: Поставити в чергу (0)
Черга
| 0 |
крок 2: Виключити з черги (0), поставити в чергу (1), поставити в чергу (3), поставити в чергу (4)
Черга
| 1 | 3 | 4 |
крок 3: Зняти з черги (1), зняти з черги (2)
Черга
| 3 | 4 | 2 |
крок 4: Видалити з черги(3), Вилучити з черги(5). Ми більше не додамо 1 до черги, оскільки 0 уже досліджено.
Черга
| 4 | 2 | 5 |
крок 5: Дечерга(4)
Черга
| 2 | 5 |
Крок 6: Виключити з черги (2)
Черга
рядок java для char
| 5 |
Крок 7: Дечерга(5)
Черга
Зараз черга порожня, тому ми зупинимо процес.
Програма Java для пошуку вшир
Існує кілька підходів роботи з кодом. Ми здебільшого обговоримо кроки, пов’язані з впровадженням пошуку в Java у ширину. Для зберігання графіків можна використовувати список суміжності або матрицю суміжності; будь-який метод прийнятний. Список суміжності буде використовуватися для представлення нашого графа в нашому коді. Під час реалізації алгоритму пошуку в ширину в Java набагато простіше мати справу зі списком суміжності, оскільки нам потрібно пройти лише через список вузлів, приєднаних до кожного вузла, коли вузол буде виведено з черги з голови (або початку) черга.
Графік, використаний для демонстрації коду, буде ідентичним тому, який використовувався в попередньому прикладі.
BFSTraversal.java
import java.io.*; import java.util.*; public class BFSTraversal { private int node; /* total number number of nodes in the graph */ private LinkedList adj[]; /* adjacency list */ private Queue que; /* maintaining a queue */ BFSTraversal(int v) { node = v; adj = new LinkedList[node]; for (int i=0; i<v; i++) { adj[i]="new" linkedlist(); } que="new" void insertedge(int v,int w) adj[v].add(w); * adding an edge to the adjacency list (edges are bidirectional in this example) bfs(int n) boolean nodes[]="new" boolean[node]; initialize array for holding data int a="0;" nodes[n]="true;" que.add(n); root node is added top of queue while (que.size() !="0)" n="que.poll();" remove element system.out.print(n+' '); print (int i="0;" < adj[n].size(); iterate through linked and push all neighbors into if (!nodes[a]) only insert nodes they have not been explored already nodes[a]="true;" que.add(a); public static main(string args[]) bfstraversal graph="new" bfstraversal(6); graph.insertedge(0, 1); 3); 4); graph.insertedge(4, 5); graph.insertedge(3, graph.insertedge(1, 2); 0); graph.insertedge(2, graph.insertedge(5, system.out.println('breadth first traversal is:'); graph.bfs(0); pre> <p> <strong>Output:</strong> </p> <pre> Breadth First Traversal for the graph is: 0 1 3 4 2 5 </pre> <hr></v;>