寬度優先和深度優生搜索英文解釋翻譯、寬度優先和深度優生搜索的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 breadth-and depth-first search
分詞翻譯:
寬度優先的英語翻譯:
【計】 breadth-first
和的英語翻譯:
and; draw; gentle; kind; mild; harmonious; mix with; sum; summation
together with
【計】 ampersand
【醫】 c.; cum
深度的英語翻譯:
deepness; depth; profundity
【計】 depth
【醫】 depth
優生的英語翻譯:
prepotency
【醫】 aristogenesis
搜索的英語翻譯:
search; beat; cast about; ferret; grabble; hunt; rake; scout; seek
【計】 look in; search; search in
【經】 rake; search
專業解析
寬度優先搜索(Breadth-First Search, BFS)
定義
寬度優先搜索是一種圖遍曆算法,從根節點開始逐層訪問所有相鄰節點,确保在深入下一層前完全遍曆當前層的所有節點。其核心思想是“先廣後深”,適用于無權圖的最短路徑查找。
工作原理
- 數據結構:使用隊列(Queue)存儲待訪問節點,遵循先進先出(FIFO)原則。
- 流程:
- 起始節點入隊并标記為已訪問;
- 當隊列非空時,取出隊首節點并訪問其所有未訪問的相鄰節點,依次入隊;
- 重複直至隊列為空。
- 時間複雜度:$O(V+E)$($V$為頂點數,$E$為邊數)。
典型應用
- 社交網絡中查找最短關系鍊;
- 網絡爬蟲的層級抓取;
- 迷宮最短路徑求解。
權威參考
- 《算法導論》(Thomas H. Cormen):闡述BFS在無權圖最短路徑證明中的嚴謹性。
- GeeksforGeeks: BFS算法詳解
深度優先搜索(Depth-First Search, DFS)
定義
深度優先搜索通過遞歸或棧回溯優先訪問分支的最深節點,直至回溯到未探索分支。其策略是“先深後廣”,適用于拓撲排序、連通分量分析等場景。
工作原理
- 數據結構:基于棧(Stack)或遞歸實現後進先出(LIFO)。
- 流程:
- 從起始節點深入訪問未探索子節點,直至無路可進;
- 回溯到最近分叉點繼續探索其他分支。
- 時間複雜度:$O(V+E)$(與BFS相同)。
典型應用
- 解決迷宮問題;
- 檢測圖中的環或連通性;
- 編譯器的依賴解析(如拓撲排序)。
權威參考
- Stanford CS106B課程:強調DFS在回溯問題中的天然適用性。
- Wikipedia: DFS算法原理
核心區别對比
維度 |
BFS |
DFS |
遍曆順序 |
層級擴展(隊列) |
深度回溯(棧/遞歸) |
空間複雜度 |
$O(V)$(最壞情況) |
$O(V)$(平衡圖) |
最優解 |
天然支持最短路徑 |
需完整遍曆才得最優解 |
適用場景 |
最短路徑、最小步數問題 |
連通性檢測、回溯問題 |
學術來源
- Princeton Algorithms (Sedgewick):對比二者在路徑搜索中的權衡(完備性 vs 空間效率)。
網絡擴展解釋
寬度優先搜索(BFS)和深度優先搜索(DFS)是兩種經典的圖遍曆算法,在數據結構與算法領域應用廣泛。以下是兩者的詳細對比解釋:
一、深度優先搜索(DFS)
1.定義與原理
DFS從起始節點出發,沿一條路徑盡可能深入探索,直到無法繼續時回溯到上一個節點,再嘗試其他分支。其核心思想是“不碰壁不回頭”,通過遞歸或棧實現回溯機制。
2.實現方式
- 遞歸實現:通過函數調用隱式利用系統棧記錄路徑。
- 非遞歸實現:顯式使用棧存儲待訪問節點。
3.特點
- 優點:内存消耗較小(僅需存儲當前路徑的節點)。
- 缺點:可能無法找到最短路徑,適合需要遍曆所有解的場景(如全排列、迷宮路徑)。
4.應用場景
二、寬度優先搜索(BFS)
1.定義與原理
BFS從起始節點開始,逐層向外擴展,先訪問所有相鄰節點,再訪問下一層節點,使用隊列實現。其核心是“按層次遍曆”,确保先訪問離起點更近的節點。
2.實現方式
- 使用隊列存儲當前層的節點,依次處理并記錄下一層節點。
3.特點
- 優點:能保證找到最短路徑(在無權圖中)。
- 缺點:内存消耗較大(需存儲所有待擴展節點)。
4.應用場景
- 最短路徑問題(如社交網絡中的關系鍊搜索)、廣播網絡擴散。
三、對比總結
維度 |
DFS |
BFS |
數據結構 |
棧或遞歸 |
隊列 |
路徑性質 |
可能非最短 |
保證最短(無權圖) |
時間複雜度 |
O(V+E) |
O(V+E) |
空間複雜度 |
O(H),H為樹高 |
O(W),W為最寬層的節點數 |
典型問題 |
連通性檢測、回溯問題 |
最短路徑、社交網絡層級關系 |
四、實例說明
- DFS示例:解決迷宮問題時,DFS會嘗試一條路徑直到終點或死胡同,再回溯嘗試其他分支。
- BFS示例:在社交網絡中查找兩人之間的最短關系鍊時,BFS會逐層擴展好友關系,直到找到目标。
如需更完整的代碼實現或擴展場景,可參考相關算法教材或權威資料(如《算法導論》)進一步學習。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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