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  • 【BFS】广度优先搜索&【DFS】深度优先搜索

    深度优先搜索:

    这种算法就是建立在递归之上的,大体思路就是:找到最深处(冲啊!!!),返回,找第二种,再返回……直到找完,解决得了很多迷宫问题(你最好不要用此算法尝试数据大得恶心的最优解题,不然超时超得你透心凉心飞扬)


    广度优先搜索:

    顾名思义,从一个点找到他所有可以到的点,入队,即“一层一层”地找下一位置,将head移至下一个(弹出),再找head能去的所有点,入队,步数++……直到无处可找,当然,和深搜一样,要标记找过的点,且要判断此点是否出界或遇到墙,最后的节点的步数即是最短的路径了(对比深搜,优势就在很快(特别是最优解)),如果要输出路径的话,加一个father,最后递归输出就行了~

    当然,我用的结构体模拟队列,直接用队列也是可以的,自己百度~


    栗子

    The First:


    1388:Lake Counting


    总时间限制: 
    1000ms 
    内存限制: 
    65536kB
    描述
    Due to recent rains, water has pooled in various places in Farmer John's field, which is represented by a rectangle of N x M (1 <= N <= 100; 1 <= M <= 100) squares. Each square contains either water ('W') or dry land ('.'). Farmer John would like to figure out how many ponds have formed in his field. A pond is a connected set of squares with water in them, where a square is considered adjacent to all eight of its neighbors.

    Given a diagram of Farmer John's field, determine how many ponds he has.
    输入
    * Line 1: Two space-separated integers: N and M

    * Lines 2..N+1: M characters per line representing one row of Farmer John's field. Each character is either 'W' or '.'. The characters do not have spaces between them.
    输出
    * Line 1: The number of ponds in Farmer John's field.
    样例输入
    10 12
    W........WW.
    .WWW.....WWW
    ....WW...WW.
    .........WW.
    .........W..
    ..W......W..
    .W.W.....WW.
    W.W.W.....W.
    .W.W......W.
    ..W.......W.
    样例输出
    3
    提示
    OUTPUT DETAILS:

    There are three ponds: one in the upper left, one in the lower left,and one along the right side.
    来源
    USACO 2004 November

    #------------------------------------------------------------------------------#

    题目大意:找有多少个水塘("W"代表有水,"."代表干旱),共8个方向(哪八个不解释……)都算作一个水塘。

    思路:
    1.深搜:查每个点,只要是“W”,就开始dfs,把所有和它相连的“W”变为“.”,sum++,最后输出sum。
    2.广搜:同样查每个点,是要是“W”,就开始bfs,将每个和它有相连的入队,找下一个,每找一个便将它变为“.”,sum++,最后输出sum。

    代码(DFS):
    #include<cstdio>
    char s[102][102];
    int n,m;
    int f[8][2]={{1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1},{1,1},{1,-1},{-1,1},{-1,-1}};//八个方向
    int sum;
    void w(int x,int y)//深搜
    {
    	if(x<0||y<0||x==n||y==m||s[x][y]=='.')//边界条件
    		return;
    	s[x][y]='.';//标记
    	for(int i=0;i<8;i++)
    		w(x+f[i][0],y+f[i][1]);//查找下一个
    }
    int main()
    {
    	scanf("%d%d",&n,&m);
    	for(int i=0;i<n;i++)
    		scanf("%s",s[i]);//读入
    	for(int i=0;i<n;i++)//这里要看你是从哪里开始的
    		for(int j=0;j<m;j++)//注意这里一定要从0开始,从一开始也行,参看BFS
    			if(s[i][j]=='W')//找到“W”
    			{
    				w(i,j);//其实它的作用是将“W”所在的池塘全部变为干旱地
    				sum++;//池塘数++
    			}
    	printf("%d",sum);//输出
    	return 0;
    }

    DFS是很久以前写的,以下的BFS是现在写的:

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    struct queue
    {
    	int x,y;//结构体模拟队列,存坐标
    }q[10005];
    int n,m,head=1,tail=1,sum;//定义头和尾,头事实上指的是尾的父亲,而尾指的是当前位置
    int f[8][2]={{0,1},{0,-1},{1,0},{-1,0},{1,1},{-1,-1},{1,-1},{-1,1}};
    char map[105][105];
    void bfs(int x,int y)
    {
    	q[tail].x=x; q[tail].y=y; tail++; map[x][y]='.';//初始化,将第一个坐标入队
    	while(head<tail)//头大于尾时说明队列为空
    	{
    		for(int i=0;i<8;i++)
    		{
    			int _x,_y;
    			_x=q[head].x+f[i][0];
    			_y=q[head].y+f[i][1];//新坐标
    			if(_x>n||_x<1||_y>m||_y<1)//边界
    				continue;
    			if(map[_x][_y]=='W')
    			{
    				map[_x][_y]='.';//标记
    				q[tail].x=_x;
    				q[tail].y=_y;//入队
    				tail++;//尾移向下一个
    			}
    		}
    		head++;//注意头一定要++,因为这里和头有关系的已经枚举完了,该枚举下一个了
    	}
    	sum++;//统计chitangshu
    	memset(q,0,sizeof(q));//清零(应该可以不用)
    	tail=1; head=1;
    }
    int main()
    {
    	scanf("%d%d",&n,&m);
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    		scanf("%s",map[i]+1);//读入,“+1”指往后一位存
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    		for(int j=1;j<=m;j++)//所以这里可以从1开始
    			if(map[i][j]=='W')
    				bfs(i,j);
    	printf("%d",sum);//输出
    }

    #------------------------------------------------------------------------------#

    The Second:

    7084:迷宫问题


    总时间限制: 
    1000ms 
    内存限制: 
    65536kB
    描述

    定义一个二维数组: 

    int maze[5][5] = {
    
    0, 1, 0, 0, 0,
    
    0, 1, 0, 1, 0,
    
    0, 0, 0, 0, 0,
    
    0, 1, 1, 1, 0,
    
    0, 0, 0, 1, 0,
    
    };


    它表示一个迷宫,其中的1表示墙壁,0表示可以走的路,只能横着走或竖着走,不能斜着走,要求编程序找出从左上角到右下角的最短路线。


    输入
    一个5 × 5的二维数组,表示一个迷宫。数据保证有唯一解。
    输出
    左上角到右下角的最短路径,格式如样例所示。
    样例输入
    0 1 0 0 0
    0 1 0 1 0
    0 0 0 0 0
    0 1 1 1 0
    0 0 0 1 0
    样例输出
    (0, 0)
    (1, 0)
    (2, 0)
    (2, 1)
    (2, 2)
    (2, 3)
    (2, 4)
    (3, 4)
    (4, 4)


    #------------------------------------------------------------------------------#
    这个数据小,用深搜应该也可以,不过用广搜练练手。

    具体步骤跟前一题相同,主要是输出路径:
    每次入队时将它的father设为head,输出时从末尾的father递归到最前面开始输出,注意,最后要单独处理末尾,因为是从末尾的爸爸开始查的。

    代码:
    #include<cstdio>
    struct queue
    {
    	int x,y,f;
    }q[100];//结构体模拟队列
    int map[7][7],f[4][2]={{0,1},{0,-1,},{-1,0},{1,0}};//只有4个方向
    int tail=1,head=1;//头和尾,用处同上
    void bfs()
    {
    	q[tail].x=1; q[tail].y=1; tail++;//初始化,尾指向下一个
    	while(head<tail)//队列不为空
    	{
    		for(int i=0;i<4;i++)
    		{
    			int _x,_y;
    			_x=q[head].x+f[i][0];
    			_y=q[head].y+f[i][1];//将要到达的位置
    			if(_x<1||_x>5||_y<1||_y>5)//边界
    				continue;
    			if(map[_x][_y]==0)//不为墙
    			{
    				map[_x][_y]=1;
    				q[tail].x=_x;
    				q[tail].y=_y;//入队
    				q[tail].f=head;//注意记录父亲
    				tail++;
    			}
    		}
    		head++;//头一定要指向下一个
    	}
    }
    void print(int x)
    {
    	if(x!=1) print(q[x].f);//找到入口
    	printf("(%d, %d)
    ",q[x].x-1,q[x].y-1);//一层一层返回,递归输出
    }
    int main()
    {
    	for(int i=1;i<=5;i++)
    		for(int j=1;j<=5;j++)
    			scanf("%d",&map[i][j]);//输入
    	bfs();
    	print(q[tail-1].f);
    	printf("(4, 4)
    ");//别忘了加上终点
    }

                                                                                                 By WZY








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