在Java中實現(xiàn)圖的BFS和DFS，主要依賴鄰接表表示圖，並分別使用隊列和遞歸/棧來控制訪問順序。 1. 圖通常用HashMap或ArrayList存儲鄰接關(guān)係；2. DFS通過遞歸訪問每個節(jié)點並標記已訪問；3. BFS使用隊列按層訪問節(jié)點，確保先入先出；4. 需處理空指針、循環(huán)和非連通圖的問題。
直接回答標題的問題：在Java中實現(xiàn)圖的廣度優(yōu)先搜索（BFS）和深度優(yōu)先搜索（DFS），主要依賴於圖的表示方式以及遍歷邏輯。關(guān)鍵在於理解兩種算法的處理順序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇。
用鄰接表表示圖
在Java中，最常用的圖表示方法是鄰接表（Adjacency List） 。通常使用HashMap或ArrayList<arraylist>></arraylist>來存儲每個節(jié)點的鄰居。
// 示例：鄰接表表示圖Map<Integer, List<Integer>> graph = new HashMap<>();
你可以這樣添加邊：
graph.putIfAbsent(0, new ArrayList<>()); graph.get(0).add(1); graph.get(0).add(2);
這一步很基礎(chǔ)，但容易被忽略的是要確保每個節(jié)點都被初始化後再添加邊，否則會拋出空指針異常。
如何實現(xiàn)深度優(yōu)先搜索（DFS）
DFS 使用遞歸或棧來實現(xiàn)，核心思想是盡可能深入訪問每一個節(jié)點，直到無法繼續(xù)再回溯。
下面是一個使用遞歸的DFS 實現(xiàn)：
public void dfs(int node, Set<Integer> visited) {
visited.add(node);
System.out.println("Visited: " node);
for (int neighbor : graph.getOrDefault(node, Collections.emptyList())) {
if (!visited.contains(neighbor)) {
dfs(neighbor, visited);
}
}
}調(diào)用時傳入起始節(jié)點和一個visited集合：
Set<Integer> visited = new HashSet<>(); dfs(0, visited);
注意點：
- 確保圖中有該節(jié)點才取鄰居，避免空指針。
- 每次遞歸都要檢查是否已訪問過，防止循環(huán)導致棧溢出。
- 如果圖可能不連通，需要遍歷所有節(jié)點判斷是否都訪問了。
如何實現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索（BFS）
BFS 使用隊列來管理待訪問節(jié)點，一層層向外擴展，適合找最短路徑等場景。
下面是BFS 的Java 實現(xiàn)：
public void bfs(int start) {
Set<Integer> visited = new HashSet<>();
Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(start);
visited.add(start);
while (!queue.isEmpty()) {
int node = queue.poll();
System.out.println("Visited: " node);
for (int neighbor : graph.getOrDefault(node, Collections.emptyList())) {
if (!visited.contains(neighbor)) {
visited.add(neighbor);
queue.offer(neighbor);
}
}
}
}要點說明：
- 隊列用於控制訪問順序。
- 必須在入隊前標記為已訪問，否則可能會重複加入相同節(jié)點。
- 同樣要考慮圖是否連通，必要時多次調(diào)用。
常見問題與註意事項
- 圖可能為空或者沒有某些節(jié)點，操作前應(yīng)做判斷。
- 對於無向圖，添加邊時兩個方向都要加。
- 使用
HashSet記錄訪問狀態(tài)效率更高。 - 遞歸深度太大可能導致棧溢出，可以用顯式棧改寫DFS。
- 如果節(jié)點編號連續(xù)，也可以使用數(shù)組代替Map。
基本上就這些。
以上是如何在Java中的圖表上執(zhí)行廣度優(yōu)先搜索（BFS）或深度優(yōu)先搜索（DFS）？的詳細內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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