Graph dev
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c74f8293b9
70
codes/java/chapter_graph/graph_traversal.java
Normal file
70
codes/java/chapter_graph/graph_traversal.java
Normal file
@ -0,0 +1,70 @@
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/**
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* File: graph_adjacency_list.java
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* Created Time: 2023-02-12
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* Author: Krahets (krahets@163.com)
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*/
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package chapter_graph;
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import java.util.*;
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public class graph_traversal {
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/* 以顶点 vet 为起点，对图 graph 执行广度优先遍历 */
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// 采用 GraphAdjList 表示图，以方便获取指定结点的所有邻接结点
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static List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = new ArrayList<>();
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// 用于记录顶点是否已被访问
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Set<Vertex> visited = new HashSet<>() {{ add(startVet); }};
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// 队列用于实现 BFS
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Queue<Vertex> que = new LinkedList<>() {{ offer(startVet); }};
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// 循环直至访问完所有顶点
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while (!que.isEmpty()) {
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Vertex vet = que.poll(); // 队首顶点出队
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res.add(vet); // 访问该顶点
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// 遍历该顶点的所有邻接顶点
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for (Vertex adjVet : graph.adjList.get(vet)) {
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if (!visited.contains(adjVet)) {
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que.offer(adjVet); // 只入队未访问的顶点
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visited.add(adjVet); // 标记该顶点已被访问
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}
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}
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}
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// 返回顶点遍历序列
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return res;
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}
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/* 输入值列表 vals ，返回顶点列表 vets */
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static Vertex[] valsToVets(int[] vals) {
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Vertex[] vets = new Vertex[vals.length];
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for (int i = 0; i < vals.length; i++) {
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vets[i] = new Vertex(vals[i]);
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}
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return vets;
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}
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/* 输入顶点列表 vets ，返回值列表 vals */
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static List<Integer> vetsToVals(List<Vertex> vets) {
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List<Integer> vals = new ArrayList<>();
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for (Vertex vet : vets) {
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vals.add(vet.val);
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}
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return vals;
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}
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public static void main(String[] args) {
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/* 初始化无向图 */
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Vertex[] v = valsToVets(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 });
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Vertex[][] edges = { { v[0], v[1] }, { v[0], v[3] }, { v[1], v[2] }, { v[1], v[4] },
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{ v[2], v[5] }, { v[3], v[4] }, { v[3], v[6] }, { v[4], v[5] },
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{ v[4], v[7] }, { v[5], v[8] }, { v[6], v[7] }, { v[7], v[8] }};
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GraphAdjList graph = new GraphAdjList(edges);
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System.out.println("\n初始化后，图为");
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graph.print();
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/* 广度优先遍历 BFS */
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List<Vertex> res = graphBFS(graph, v[0]);
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System.out.println("\n广度优先遍历（BFS）顶点序列为");
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System.out.println(vetsToVals(res));
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}
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}
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31
docs/chapter_graph/graph_traversal.md
Normal file
31
docs/chapter_graph/graph_traversal.md
Normal file
@ -0,0 +1,31 @@
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comments: true
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# 图的遍历
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与遍历树类似，遍历图也需要通过搜索算法来实现，并也可根据遍历顺序来分为「广度优先遍历 Breadth-First Traversal」和「深度优先遍历 Depth-First Travsersal」，简称分别为 BFS 和 DFS 。
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!!! tip 「树」与「图」的关系
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本质上，可以把树看作是图的一种特例，即树是一种限制条件下的图。
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## 广度优先遍历
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广度优先遍历（BFS）代表一种优先遍历最近的顶点、一层层向外扩张的遍历方式。具体来看，从某个顶点出发，则优先遍历该顶点的所有邻接顶点，随后遍历下个顶点的所有邻接顶点，以此类推……
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（图）
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BFS 常借助「队列」来实现，队列具有“先入先出”的性质，这与 BFS 的“由近及远”的遍历方式是异曲同工的。具体地，在每轮迭代中弹出队首顶点且访问之，并将该顶点的所有邻接顶点加入到队列尾部，直到所有顶点访问完成即可。
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为了防止重复遍历顶点，我们需要借助一个 HashSet 来记录哪些结点已被访问，从而避免走“回头路”。
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```java
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```
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## 深度优先遍历
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深度优先遍历（DFS）代表一种优先走到底，无路可走再回头的遍历方式。从某个顶点出发，首先不断地通过指针向下一个顶点遍历，直到走到头开始回溯，再继续走到底 + 回溯，以此类推……
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@ -4,7 +4,9 @@ comments: true
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# 7.2. 二叉树遍历
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非线性数据结构的遍历操作比线性数据结构更加复杂，往往需要使用搜索算法来实现。常见的二叉树遍历方式有层序遍历、前序遍历、中序遍历、后序遍历。
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从物理结构角度看，树是一种基于链表的数据结构，因此遍历方式也是通过指针（即引用）逐个遍历结点。同时，树还是一种非线性数据结构，这导致遍历树比遍历链表更加复杂，需要使用搜索算法来实现。
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常见的二叉树遍历方式有层序遍历、前序遍历、中序遍历、后序遍历。
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## 7.2.1. 层序遍历
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@ -102,9 +104,9 @@ comments: true
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```java title="binary_tree_dfs.java"
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[class]{binary_tree_dfs}-[func]{preOrder}
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[class]{binary_tree_dfs}-[func]{inOrder}
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[class]{binary_tree_dfs}-[func]{postOrder}
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```
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@ -112,9 +114,9 @@ comments: true
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```cpp title="binary_tree_dfs.cpp"
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[class]{}-[func]{preOrder}
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[class]{}-[func]{inOrder}
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[class]{}-[func]{postOrder}
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```
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@ -122,9 +124,9 @@ comments: true
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```python title="binary_tree_dfs.py"
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[class]{}-[func]{pre_order}
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[class]{}-[func]{in_order}
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[class]{}-[func]{post_order}
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```
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@ -132,9 +134,9 @@ comments: true
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```go title="binary_tree_dfs.go"
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[class]{}-[func]{preOrder}
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[class]{}-[func]{inOrder}
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[class]{}-[func]{postOrder}
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```
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@ -142,9 +144,9 @@ comments: true
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```javascript title="binary_tree_dfs.js"
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[class]{}-[func]{preOrder}
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[class]{}-[func]{inOrder}
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[class]{}-[func]{postOrder}
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```
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@ -152,9 +154,9 @@ comments: true
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```typescript title="binary_tree_dfs.ts"
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[class]{}-[func]{preOrder}
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[class]{}-[func]{inOrder}
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[class]{}-[func]{postOrder}
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```
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@ -162,9 +164,9 @@ comments: true
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```c title="binary_tree_dfs.c"
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[class]{}-[func]{preOrder}
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[class]{}-[func]{inOrder}
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[class]{}-[func]{postOrder}
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```
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@ -172,9 +174,9 @@ comments: true
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```csharp title="binary_tree_dfs.cs"
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[class]{binary_tree_dfs}-[func]{preOrder}
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[class]{binary_tree_dfs}-[func]{inOrder}
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[class]{binary_tree_dfs}-[func]{postOrder}
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```
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@ -182,9 +184,9 @@ comments: true
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```swift title="binary_tree_dfs.swift"
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[class]{}-[func]{preOrder}
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[class]{}-[func]{inOrder}
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[class]{}-[func]{postOrder}
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```
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@ -192,9 +194,9 @@ comments: true
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```zig title="binary_tree_dfs.zig"
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[class]{}-[func]{preOrder}
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[class]{}-[func]{inOrder}
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[class]{}-[func]{postOrder}
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```
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