一个有n个节点的连通图,这些节点以编号:1、2、……n进行编号,现给出节点间的连接关系。请以节点1为起点,按bfs的顺序遍历并输出该图。
时间: 2023-08-31 15:19:55 浏览: 203
### 回答1:
首先建立一个邻接表来存储节点之间的连接关系。以示例图为例:
![graph](https://www.acwing.com/media/article/image/2020/10/12/47665_0975de5e0f-graph.png)
建立邻接表如下:
```python
graph = [[], [2, 3], [1, 3, 4], [1, 2, 4], [2, 3]]
```
利用队列进行BFS遍历,从1号节点开始,将其加入队列中,然后不断从队列中取出每个节点,将其未被访问过的邻居节点加入队列中,直到队列为空。
具体实现如下:
```python
n = 4
graph = [[], [2, 3], [1, 3, 4], [1, 2, 4], [2, 3]] # 邻接表
visited = [False] * (n + 1) # 标记每个节点是否被访问过
queue = [1] # BFS遍历时用到的队列
while queue:
node = queue.pop(0) # 取出队首节点
print(node, end=' ') # 输出该节点
visited[node] = True # 标记该节点已被访问
for neighbor in graph[node]: # 遍历该节点的邻居节点
if not visited[neighbor]: # 如果邻居节点未被访问过
queue.append(neighbor) # 将其加入队列中
visited[neighbor] = True # 标记其已被访问过
```
输出结果为:1 2 3 4
完整代码如下:
### 回答2:
广度优先搜索(BFS)是一种图的遍历算法,它从指定的起始节点出发,逐层遍历与之相邻的节点,直到遍历完所有连通节点为止。以下是按照BFS顺序遍历并输出一个有n个节点的连通图的步骤:
1. 创建一个队列,将起始节点1加入队列。
2. 创建一个布尔数组visited,用于标记已经访问过的节点。将起始节点1标记为已访问。
3. 当队列不为空时,执行以下步骤:
- 从队列中取出一个节点v。
- 输出节点v。
- 遍历与节点v相邻的所有未访问过的节点,将其加入队列,并标记为已访问。
4. 重复步骤3直到队列为空。
以下是按照上述步骤遍历并输出连通图的演示算法:
```python
def bfs_traversal(n, graph):
queue = []
visited = [False] * n
# 步骤1:将起始节点1加入队列,并标记为已访问
queue.append(1)
visited[0] = True
while queue:
# 步骤3a:从队列中取出一个节点v
v = queue.pop(0)
print(v, end=' -> ')
# 步骤3b:遍历与节点v相邻的所有未访问过的节点
for i in range(n):
if graph[v-1][i] == 1 and not visited[i]:
queue.append(i+1)
visited[i] = True
print("End")
# 示例测试
n = 5
# 连接关系(邻接矩阵)
graph = [[0, 1, 1, 0, 0],
[1, 0, 0, 1, 1],
[1, 0, 0, 0, 0],
[0, 1, 0, 0, 0],
[0, 1, 0, 0, 0]]
bfs_traversal(n, graph)
```
以上代码实现了按照BFS顺序遍历并输出一个有5个节点的连通图的演示。节点之间的连接关系通过邻接矩阵表示,1表示相邻,0表示不相邻。输出结果将按照BFS顺序依次输出节点的编号,最后输出"End"表示遍历结束。
### 回答3:
广度优先搜索(BFS)是一种图的遍历算法,从给定的起点开始,逐层扩展搜索,直到访问完所有节点。
首先,我们需要根据给出的节点间连接关系构建图的邻接表。假设邻接表为adj_list,其中adj_list[i]表示与节点i相邻的节点列表。
接下来,我们使用一个队列queue来辅助BFS的遍历过程。我们从起始节点1开始,将其加入队列,并标记为已访问。然后,进入循环,每次取出队列的头部节点,访问该节点,并将其未访问的相邻节点加入队列,并标记为已访问。重复此过程直到队列为空。
最后,按照BFS的访问顺序输出节点。
下面是具体的实现代码:
```python
def bfs(adj_list):
visited = [False] * len(adj_list) # 标记节点是否已访问
visited[0] = True # 起始节点1标记为已访问
queue = [1] # 队列初始化,起始节点1入队
result = [] # 存储BFS的访问顺序
while queue:
node = queue.pop(0) # 取出队列头部节点
result.append(node) # 将节点加入结果列表
for neighbor in adj_list[node-1]:
if not visited[neighbor-1]: # 如果相邻节点未访问
visited[neighbor-1] = True # 标记为已访问
queue.append(neighbor) # 加入队列
return result
# 示例数据
n = 5
connections = [(1, 2), (1, 4), (2, 3), (2, 4), (3, 4), (3, 5), (4, 5)]
adj_list = [[] for _ in range(n)] # 邻接表初始化
for u, v in connections:
adj_list[u-1].append(v) # 无向图的连接关系是双向的
adj_list[v-1].append(u)
result = bfs(adj_list)
print(result) # 输出BFS的访问顺序
```
以上就是使用BFS按顺序遍历并输出给定连通图的过程。
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