(算法竞赛)图论+DFS深搜——图的dfs遍历1

news2025/2/7 11:51:37

题目描述

给定一个无向图,包含 n 个顶点(编号为 1 到 n)和 e 条边。要求从顶点 1 开始进行深度优先搜索(DFS),并按照访问顺序输出遍历结果。注意:当存在多个邻接点时,优先访问编号较小的顶点。
输入格式

第一行输入两个整数 n 和 e,表示顶点数和边数。

接下来 e 行,每行输入两个整数,表示一条边的两个顶点。
输出格式

输出一行,包含 DFS 的访问顺序,顶点编号用空格隔开。


解题思路

深度优先搜索(DFS)是一种用于遍历或搜索图的经典算法。其核心思想是尽可能深地访问图的节点,直到无法继续深入时回溯。本题的关键点在于:

图的存储:使用邻接矩阵存储图的结构,便于快速查询两个顶点之间是否存在边。

遍历顺序:当存在多个未访问的邻接点时,按顶点编号从小到大访问。

递归实现:通过递归隐式利用系统栈,简化代码逻辑。


代码解析

def dfs(x):
    f[x] = 1          # 标记当前顶点已访问
    print(x, end=' ') # 输出当前顶点
    for i in range(1, n+1):
        # 遍历所有顶点,检查是否为邻接点且未访问
        if a[x][i] == 1 and f[i] == 0:
            dfs(i)    # 递归访问邻接点
# 初始化邻接矩阵和访问标记数组
a = [[0] * 20 for _ in range(20)]
f = [0] * 20
n, e = map(int, input().split())
# 读取边并填充邻接矩阵
for _ in range(e):
    x, y = map(int, input().split())
    a[x][y] = 1
    a[y][x] = 1
dfs(1)  # 从顶点1开始DFS

代码逐段说明:


邻接矩阵初始化

a 是一个 20x20 的二维数组(题目顶点数最多为15),a[x][y] = 1 表示顶点 x 和 y 之间存在边。

DFS函数

f[x] = 1:标记顶点 x 已访问,避免重复访问。

循环遍历所有顶点(1 到 n),若顶点 i 是 x 的邻接点且未被访问,则递归调用 dfs(i)。

输入处理

读取边信息,并在邻接矩阵中双向标记(因为是无向图)。


示例分析

以样例输入为例:


4 4
1 2
1 3
1 4
2 4

邻接矩阵构建后,顶点1的邻接点为2、3、4。遍历顺序如下:

访问顶点1,输出 1。

按编号顺序检查邻接点:先访问顶点2,输出 2。

顶点2的邻接点为1和4,1已访问,访问4,输出 4。

顶点4的邻接点1和2均已访问,回溯到顶点2,再回溯到顶点1。

继续检查顶点1的下一个邻接点3,输出 3。
最终输出为 1 2 4 3,与样例一致。


总结


时间复杂度:邻接矩阵的DFS时间复杂度为 O(n²),本题顶点数较小(n ≤ 15),完全可行。

空间复杂度:使用邻接矩阵存储图,空间复杂度为 O(n²)。

递归特点:代码简洁,但需注意递归深度。本题数据规模下无需担心栈溢出。
此解法严格遵循DFS的遍历规则,并通过编号顺序确保邻接点的访问顺序,适合初学者理解DFS的基本原理。

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