用scala实现广度优先算法批量求取最短路径

在Scala中实现广度优先搜索（BFS）用于寻找图中最短路径，可以结合Graph框架如Akka Graphs来简化操作。这里以Akka Graphs为例，但请注意Hadoop MapReduce并不直接支持图形处理算法。

首先，确保已安装Akka库[^3]。以下是一个简单的示例：

import akka.actor.{ActorSystem, Props}
import akka.graph.GraphDSL.Implicits._
import scala.collection.immutable.Queue

// 定义节点和边
case class Node(id: Int)
case class Edge(src: Node, dst: Node)

// 创建BFS actor
def bfs(root: Node): ActorRef =
  ActorSystem().actorOf(Props[BreadthFirstSearch], "bfs-" + root.id)

class BreadthFirstSearch extends Actor {
  val frontier = collection.mutable.Queue(root)

  override def receive: Receive = {
    case src @ Node(id) =>
      // 添加邻居到队列并发送消息请求他们的距离
      frontier.foreach { n =>
        if (n != src) sender ! DistanceRequest(n, src)
      }
      frontier.enqueue(src)

    case DistanceRequest(node, parent) =>
      // 接收邻居的距离响应，更新距离并广播给其他邻居
      distance(node, parent) foreach { dist =>
        sender ! dist
        frontier.dequeue match {
          case Some(nextNode) =>
            context.children foreach { child =>
              if (child.path.address == nextNode.id) child forward DistanceRequest(nextNode, node)
            }
        }
      }
  }

  private def distance(node: Node, parent: Node): Option[Int] = {
    // 实现具体距离计算逻辑，这里省略
    // 返回Option[Int]是因为可能不存在路径
    ???
  }
}

上述代码定义了一个BreadthFirstSearch actor，它接收起点`root`，然后开始广度优先遍历。在实际应用中，你需要替换`distance`函数以计算节点之间的实际距离。