DFS(深度优先搜索)
DFS是一种搜索算法,在我的理解中,它是通过一种类似树状的结构来进行搜索的,运用递归算法。
例题
先来一道例题,来看一下是它试适用的情况。
输入
输入n。
输出
输出{1,2,3,4,5,......,n}的n!种排列
例如:
输入
3
输出
123
132
213
231
312
321
对于这道题,其实有别的方法来解决,但是却是很好的一个例子来讲解DFS算法的过程。
首先,我们人类来处理这个问题的时候,往往就是按顺序来进行枚举,但在这其中也有着一定的规律,我们把它用树状图进行表示就是这个样子的:
解题
DFS主要运用递归进行运算,而递归的主要思路和循环类似,也是重复的做一件相同或相似的事情。
那在遍历一棵树的时候,我们可以发现他做的工作就是遍历当前节点的子节点,若遇到末端时,那就不再继续往下遍历子节点了。
通过这个思路,我们可以写出下面的大致结构(伪代码):
void dfs(传递给下一个节点的参数)
{
if (到末尾了) return; // 这样可是实现返回上一节点,同时让上一个函数的for循环继续遍历下一个节点
for (int i = 0;i < 子节点个数;i ++)
{
处理一些参数
dfs(处理好的参数);
}
}
那么,我们再来看看这道题目。
观察这棵树的箭头,可以发现,第一个root节点有3个子节点,而其子节点1、2、3每个各有2个节点,再下去就变成了1个子节点了。
由此我们便可以发现规律:树每往下深入一层,子节点数便减1。
由于vector可以使用erase方法和迭代器将元素删除,因此我们可以用它来存储数字。
先来一段数据读入吧:
int main()
{
int n;
scanf("%d",&n);
vector<int> nums;
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
nums.push_back(i);
}
dfs(nums,0);
return 0;
}
这样,我们就用vector完成了读入。
那么我们再来看看dfs这个函数:
void dfs(vector<int> e,int num)
{
if (e.size() == 0) // 当e的大小变为0的时候,也就是当到了树的末尾
{
printf("%d\n",num); // 我们就将这个数字输出
return; // return掉
}
for (int i = 0; i < e.size(); i ++) // 遍历每一个子节点
{
vector<int> e2(e); // 复制一个vector,以便减少一个节点并递到下一个函数去
e2.erase(e2.begin() + i); // 用迭代器删掉e中第i个元素,去重
int n = num * 10 + e[i]; // 计算数值
dfs(e2, n); // 传递下去,给下一个节点
}
}
注释已经写得很详细了,看完你就能懂了。
结语
通过这个例子,大家应该对DFS深度搜索有了一个大致的概念了吧,之后再使用的时候就可以把DFS搜索当成搜索一棵树,这样就好理解很多。