Python实现BFS与DFS算法:队列与栈的核心差异解析
本文通过Python代码实例对比广度优先搜索(BFS)与深度优先搜索(DFS)的实现。重点解析两者在数据结构上的核心差异:BFS依赖队列(Queue)实现逐层遍历,而DFS利用栈(Stack)进行深度挖掘。通过修改pop操作即可实现算法切换,帮助开发者快速掌握图遍历逻辑及底层原理。
广度优先搜索(BFS)实现
广度优先搜索(BFS)
"""
# @Time : 2020/11/8
# @Author : Jimou Chen
"""
# 广搜
def bfs(graph, start):
queue = [start] # 先把起点入队列
visited = set() # 访问国的点加入
visited.add(start)
while len(queue):
vertex = queue.pop(0)
# 找到队列首元素的连接点
for v in graph[vertex]:
if v not in visited:
queue.append(v)
visited.add(v)
# 打印弹出队列的该头元素
print(vertex, end=' ')
if __name__ == '__main__':
graph = {
'A': ['B', 'D', 'I'],
'B': ['A', 'F'],
'C': ['D', 'E', 'I'],
'D': ['A', 'C', 'F'],
'E': ['C', 'H'],
'F': ['B', 'H'],
'G': ['C', 'H'],
'H': ['E', 'F', 'G'],
'I': ['A', 'C']
}
bfs(graph, 'A')
输出结果为:A B D I F C H E G Process finished with exit code 0
深度优先搜索(DFS)实现
深度优先搜索(DFS)
"""
# @Time : 2020/11/8
# @Author : Jimou Chen
"""
# 深搜
def dfs(graph, start):
stack = [start]
visited = set()
visited.add(start)
while len(stack):
vertex = stack.pop() # 找到栈顶元素
for v in graph[vertex]:
if v not in visited:
stack.append(v)
visited.add(v)
print(vertex, end=' ')
if __name__ == '__main__':
graph = {
'A': ['B', 'D', 'I'],
'B': ['A', 'F'],
'C': ['D', 'E', 'I'],
'D': ['A', 'C', 'F'],
'E': ['C', 'H'],
'F': ['B', 'H'],
'G': ['C', 'H'],
'H': ['E', 'F', 'G'],
'I': ['A', 'C']
}
dfs(graph, 'E')
输出结果为:E H G F B A I D C Process finished with exit code 0
算法核心差异与总结
总结
可以明显看出,两种算法的核心区别在于使用的数据结构不同:BFS使用了队列,而DFS使用了栈。
利用Python语言的特性,实现这两种算法只需调整pop操作的逻辑即可。
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