Leetcode—3.BFS篇(Leetcode—3. BFS)

BFS 相对 DFS 的最主要的区别是:BFS 找到的路径一定是最短的,但代价就是空间复杂度可能比 DFS 大很多。

BFS框架:

// 计算从起点 start 到终点 target 的最近距离
int BFS(Node start, Node target) {
    Queue<Node> q; // 核心数据结构
    Set<Node> visited; // 避免走回头路

    q.offer(start); // 将起点加入队列
    visited.add(start);
    int step = 0; // 记录扩散的步数

    while (q not empty) {
        int sz = q.size();
        /* 将当前队列中的所有节点向四周扩散 */
        for (int i = 0; i < sz; i++) {
            Node cur = q.poll();
            /* 划重点:这里判断是否到达终点 */
            if (cur is target)
                return step;
            /* 将 cur 的相邻节点加入队列 */
            for (Node x : cur.adj()) {
                if (x not in visited) {
                    q.offer(x);
                    visited.add(x);
                }
            }
        }
        /* 划重点:更新步数在这里 */
        step++;
    }
}

BFS 的核心数据结构;cur.adj() 泛指 cur 相邻的节点,比如说二维数组中,cur 上下左右四面的位置就是相邻节点;visited 的主要作用是防止走回头路,大部分时候都是必须的,但是像一般的二叉树结构,没有子节点到父节点的指针,不会走回头路就不需要 visited。

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The main difference between BFS and DFS is that the path found by BFS must be the shortest, but the cost is that the spatial complexity may be much larger than DFS.

BFS frame:

// 计算从起点 start 到终点 target 的最近距离
int BFS(Node start, Node target) {
    Queue<Node> q; // 核心数据结构
    Set<Node> visited; // 避免走回头路

    q.offer(start); // 将起点加入队列
    visited.add(start);
    int step = 0; // 记录扩散的步数

    while (q not empty) {
        int sz = q.size();
        /* 将当前队列中的所有节点向四周扩散 */
        for (int i = 0; i < sz; i++) {
            Node cur = q.poll();
            /* 划重点:这里判断是否到达终点 */
            if (cur is target)
                return step;
            /* 将 cur 的相邻节点加入队列 */
            for (Node x : cur.adj()) {
                if (x not in visited) {
                    q.offer(x);
                    visited.add(x);
                }
            }
        }
        /* 划重点:更新步数在这里 */
        step++;
    }
}

Core data structure of BFS; cur. Adj () generally refers to the nodes adjacent to cur. For example, in a two-dimensional array, the positions of cur on the upper, lower, left and right sides are adjacent nodes; The main function of visited is to prevent going back. It is necessary most of the time. However, like the general binary tree structure, there is no pointer from the child node to the parent node. If you don’t go back, you don’t need visited.