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如何用Python编写深度优先搜索算法?

百变鹏仔 3小时前 #Python
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如何用Python编写深度优先搜索算法?

深度优先搜索(Depth-First Search,简称DFS)是一种常用的图遍历算法。在深度优先搜索中,从起始节点开始,不断探索邻接节点,直至无法继续探索,然后回退到上一节点,继续遍历还未探索的邻接节点,直至所有节点都被访问。

下面是一个用Python编写的深度优先搜索算法示例:

# 定义图的类class Graph:    def __init__(self, vertices):        self.V = vertices  # 节点数量        self.adj = [[] for _ in range(self.V)]  # 存储节点的邻接节点            # 添加边    def add_edge(self, u, v):        self.adj[u].append(v)            # DFS递归函数    def dfs_util(self, u, visited):        visited[u] = True  # 标记当前节点为已访问                print(u, end=' ')  # 输出当前节点                # 遍历当前节点的所有邻接节点        for i in self.adj[u]:            if not visited[i]:                self.dfs_util(i, visited)                # 对外接口,执行DFS    def dfs(self, u):        visited = [False] * self.V  # 标记所有节点均未访问                self.dfs_util(u, visited)        # 测试代码if __name__ == '__main__':    # 创建一个具有4个节点的图    g = Graph(4)        # 添加图的边    g.add_edge(0, 1)    g.add_edge(0, 2)    g.add_edge(1, 2)    g.add_edge(2, 0)    g.add_edge(2, 3)    g.add_edge(3, 3)        print("深度优先遍历结果:")    g.dfs(2)

以上代码实现了一个Graph类来表示图的结构,其中包含了初始化节点数量和邻接节点的定义。接着定义了添加边的函数add_edge。

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DFS算法在dfs_util递归函数的辅助下进行,函数接受两个参数:当前节点u和一个数组visited,用于标记节点是否已经访问。算法首先将当前节点标记为已访问,并输出该节点的值。然后遍历当前节点的所有邻接节点,如果邻接节点尚未被访问,则递归调用dfs_util函数。

最后,dfs函数作为对外接口,接受起始节点作为参数,并创建一个visited数组初始化为False。调用dfs_util函数开始DFS遍历。

在测试代码中,我们创建了一个具有4个节点的图,并添加了一些边。然后使用起始节点2进行DFS遍历,并输出结果。

希望这个代码示例能够帮助你理解如何用Python编写深度优先搜索算法。你也可以根据自己的需求对代码进行修改和优化。