完成图的深度优先遍历算法、广度优先遍历算法。其中,邻接表的创建相当于创建多个单链表。 每一句代码都需要详细注释

时间: 2024-03-09 08:48:04 浏览: 22
好的,下面是深度优先遍历算法和广度优先遍历算法的代码实现和注释: ## 深度优先遍历算法 ### 递归实现 ```python class Graph: def __init__(self, vertices): self.vertices = vertices self.adj_list = [[] for _ in range(vertices)] def add_edge(self, src, dest): self.adj_list[src].append(dest) self.adj_list[dest].append(src) def dfs_util(self, v, visited): visited[v] = True print(v, end=' ') for i in self.adj_list[v]: if not visited[i]: self.dfs_util(i, visited) def dfs(self, start): visited = [False] * self.vertices self.dfs_util(start, visited) ``` 深度优先遍历算法使用递归进行实现。首先,我们定义了一个Graph类,包含顶点数和邻接表。我们使用一个列表adj_list来存储邻接表,其中列表的每个元素都是一个空列表,用于存储与该顶点相邻的所有顶点。 接下来,我们定义了一个add_edge方法,用于向图中添加边。此方法接受两个参数:源顶点和目标顶点。我们通过将目标顶点添加到源顶点的邻接表中,以及将源顶点添加到目标顶点的邻接表中,来表示源顶点和目标顶点之间的一条边。 接着,我们定义了一个dfs_util方法,用于实现递归遍历。此方法接受两个参数:当前顶点v和一个布尔值列表visited,表示当前顶点是否被访问过。我们首先将visited[v]设置为True,表示当前顶点已被访问,并将其打印出来。然后,我们遍历与当前顶点相邻的所有顶点,如果某个相邻顶点未被访问,则递归调用dfs_util方法,以此类推。 最后,我们定义了一个dfs方法,用于启动递归遍历。此方法接受一个参数:起始顶点start。我们首先创建一个布尔值列表visited,并将其初始化为False。然后,调用dfs_util方法,以当前顶点和visited列表作为参数开始递归遍历。 ### 非递归实现 ```python class Graph: def __init__(self, vertices): self.vertices = vertices self.adj_list = [[] for _ in range(vertices)] def add_edge(self, src, dest): self.adj_list[src].append(dest) self.adj_list[dest].append(src) def dfs(self, start): visited = [False] * self.vertices stack = [] stack.append(start) while stack: v = stack.pop() if not visited[v]: visited[v] = True print(v, end=' ') for i in self.adj_list[v]: if not visited[i]: stack.append(i) ``` 深度优先遍历算法还可以使用非递归方式实现,我们使用栈来代替递归的系统栈。首先,我们定义了一个Graph类,包含顶点数和邻接表。我们使用一个列表adj_list来存储邻接表,其中列表的每个元素都是一个空列表,用于存储与该顶点相邻的所有顶点。 接下来,我们定义了一个add_edge方法,用于向图中添加边。此方法接受两个参数:源顶点和目标顶点。我们通过将目标顶点添加到源顶点的邻接表中,以及将源顶点添加到目标顶点的邻接表中,来表示源顶点和目标顶点之间的一条边。 接着,我们定义了一个dfs方法,用于实现非递归遍历。此方法接受一个参数:起始顶点start。我们首先创建一个布尔值列表visited,并将其初始化为False。然后,我们创建一个栈stack,并将起始顶点start压入栈中。接下来,我们开始循环,直到栈为空。在每次循环中,我们从栈中弹出一个顶点v。如果当前顶点未被访问过,则将visited[v]设置为True,表示当前顶点已被访问,并将其打印出来。然后,我们遍历与当前顶点相邻的所有顶点,如果某个相邻顶点未被访问,则将其压入栈中,以此类推。 ## 广度优先遍历算法 ```python from collections import deque class Graph: def __init__(self, vertices): self.vertices = vertices self.adj_list = [[] for _ in range(vertices)] def add_edge(self, src, dest): self.adj_list[src].append(dest) self.adj_list[dest].append(src) def bfs(self, start): visited = [False] * self.vertices queue = deque() queue.append(start) visited[start] = True while queue: v = queue.popleft() print(v, end=' ') for i in self.adj_list[v]: if not visited[i]: visited[i] = True queue.append(i) ``` 广度优先遍历算法使用队列进行实现。首先,我们导入了Python的collections模块,用于创建双向队列deque。然后,我们定义了一个Graph类,包含顶点数和邻接表。我们使用一个列表adj_list来存储邻接表,其中列表的每个元素都是一个空列表,用于存储与该顶点相邻的所有顶点。 接下来,我们定义了一个add_edge方法,用于向图中添加边。此方法接受两个参数:源顶点和目标顶点。我们通过将目标顶点添加到源顶点的邻接表中,以及将源顶点添加到目标顶点的邻接表中,来表示源顶点和目标顶点之间的一条边。 接着,我们定义了一个bfs方法,用于实现广度优先遍历。此方法接受一个参数:起始顶点start。我们首先创建一个布尔值列表visited,并将其初始化为False。然后,我们创建一个双向队列queue,并将起始顶点start添加到队列中。接下来,我们将visited[start]设置为True,表示起始顶点已被访问。接着,我们开始循环,直到队列为空。在每次循环中,我们从队列的左侧弹出一个顶点v,并将其打印出来。然后,我们遍历与当前顶点相邻的所有顶点,如果某个相邻顶点未被访问,则将其添加到队列的右侧,并将visited[i]设置为True,表示该顶点已被访问,以此类推。

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