今天我们来学习一下bfs建模
1.bfs建模
BFS 建模
广度优先搜索是从某个起点由内向外逐层搜索(多起点 BFS 中所有起点拥有同样的搜索特性)。
搜索顺序为:1→2→3→4→5→6→7→8。
之前的课程中,我们学习过搜索树中的每个结点均表示为某种状态。在 BFS 中,搜索树中的结点表示的是从根结点(初始状态)到达当前结点时的搜索状态。
例如上图的搜索树可以表示为:在一个有向无权图中,求 11 号点到达其他所有点的最短距离。那么每个结点存储的状态为:(u,dis) 表示当前点编号为 u,1→u 的最短距离为 dis。
对于一个广度优先搜索的题目,做题步骤:
第一步:确定搜索过程中要维护的状态。例如维护从起点到某个点的距离 dis。一般情况下,可以使用结构体存储当前的状态。
第二步:迅速找到搜索的起点(可能为多起点),以及终点(终点可能是满足某个条件的状态);
第三步:根据题目有要求建图:
有(无)向图;
有(无)权图;
邻接矩阵(表)存储图;
是否需要反向建图;
第四步:确定状态的转移方式。例:
无权图找最短路的时候,状态(u,dis),那么对于下一个目标点 u→v,v 点的状态应该为 (v,dis+1)有权图找最短路的时候,状态(u,dis),那么对于下一个目标点 u→v,边长为 w,那么 v 点的状态应该为 (v,dis+w);
第五步:确定状态标记方式。例如某个点 x 已经搜索过,可以使用布尔数组 vis[x] = true 进行标记。
第六步:初始化标记状态,将所有起点入队列,并将起点标记。
第七步:正式开始进行 BFS 搜索。
抽象状态入门
之前的课程中,我们经常会提及到状态、状态的转移、状态的标记。实际上搜索的过程就是状态转移的过程,所以在搜索过程中状态的表示是非常重要的。
但是有些题目的状态是很难描述出来或者表示某个状态所需的时间/空间比较大(例如
N 皇后问题,数独问题),这个时候我们就需要对状态的表示方法进行优化,或者通过其他状态替代当前状态。