


Wie führe ich eine Breadth-First-Suche (BFS) oder eine Tiefensuche (DFS) in einem Diagramm in Java durch?
Jul 10, 2025 pm 12:25 PMDas Implementieren der BFS und DFs von Graphen in Java basiert haupts?chlich auf Adjazenztabellen, um Grafiken darzustellen, und verwenden Sie Warteschlangen und Rekursion/Stapel, um die Zugriffsreihenfolge zu steuern. 1. Die Grafik verwendet normalerweise HashMap oder ArrayList, um Adjazenzbeziehungen zu speichern. 2. DFS greift auf jeden Knoten rekursiv auf und wird abgerufen. 3. BFS verwendet eine Warteschlange, um für Schicht Knoten zuzugreifen, um das erste Mal zu gew?hrleisten. 4.. Es ist notwendig, die Probleme von Nullzeiger, Schleifen und nicht verbundenen Graphen zu bew?ltigen.
Beantworten Sie direkt die Titelsfrage: Implementierung der Breite-First-Suche (BFS) und der Tiefensuche (DFS) von Diagramme in Java, die haupts?chlich auf die Darstellungsmethode von Graphen und Traversal-Logik beruhen. Der Schlüssel besteht darin, die Auswahl der Verarbeitungs- und Datenstruktur der beiden Algorithmen zu verstehen.

Verwenden Sie eine Adjazenztabelle, um die Grafik darzustellen
In Java ist die am h?ufigsten verwendete Graph -Darstellungsmethode die Adjazenzliste . HashMap
oder ArrayList<arraylist>></arraylist>
wird normalerweise verwendet, um Nachbarn jedes Knotens zu speichern.
// Beispiel: benachbarte Tabellendarstellung Graph Map <Integer, Liste <Integer >> graph = new HashMap <> ();
Sie k?nnen solche Kanten hinzufügen:

Graph.putiFabSent (0, New ArrayList <> ()); Graph.get (0) .Add (1); Graph.get (0) .Add (2);
Dieser Schritt ist sehr einfach, aber was leicht zu ignorieren ist, ist sicherzustellen, dass jeder Knoten vor dem Hinzufügen von Kanten initialisiert wird. Andernfalls wird eine Null -Zeiger -Ausnahme ausgeworfen.
So implementieren Sie Tiefe erste Suche (DFS)
DFS wird mit Rekursion oder Stapel implementiert, und die Kernidee besteht darin, so tief wie m?glich auf jeden Knoten zuzugreifen, bis es nicht weiter zurückverfolgt wird.

Hier ist eine DFS -Implementierung, bei der Rekursion verwendet wird:
public void dfs (int node, set <Ganzzahl> besucht) {{ besucht.Add (Knoten); System.out.println ("besucht:" Knoten); für (int Nachbar: Graph.getOrdefault (Knoten, Collections.EmptyList ()) { if (! besucht.contains (Nachbar)) { DFS (Nachbar, besucht); } } }
Geben Sie beim Anrufen den Startknoten und eine visited
Sammlung ein:
Set <Neger> besucht = new Hashset <> (); DFS (0, besucht);
Notiz:
- Stellen Sie sicher, dass der Knoten im Diagramm verwendet wird, um die Nachbarn zu nehmen und leere Zeiger zu vermeiden.
- Jede Rekursion muss prüfen, ob er zugegriffen wurde, um zu verhindern, dass die Schleife einen Stapelüberlauf verursacht.
- Wenn die Grafik m?glicherweise nicht angeschlossen ist, müssen Sie alle Knoten durchqueren, um festzustellen, ob sie zugegriffen werden.
So implementieren Sie die Suche nach Breitgr?len (BFS)
BFS verwendet Warteschlangen, um zugegriffen zu werden, um zugegriffen zu werden, und erweitert die Au?enschicht für Schicht, die für Szenarien wie das Finden des kürzesten Weges geeignet ist.
Hier ist die Java -Implementierung von BFS:
public void bfs (int start) { Set <Neger> besucht = new Hashset <> (); Warteschlange <Gefeger> queue = new LinkedList <> (); queue.offer (start); besucht.Add (Start); while (! queue.isempty ()) { int node = queue.poll (); System.out.println ("besucht:" Knoten); für (int Nachbar: Graph.getOrdefault (Knoten, Collections.EmptyList ()) { if (! besucht.contains (Nachbar)) { besucht.add (Nachbar); queue.offer (Nachbar); } } } }
Schlüsselpunkte:
- Warteschlangen werden verwendet, um die Zugriffsreihenfolge zu steuern.
- Muss als zugegriffen vor dem Enqueuching markiert werden , ansonsten kann der gleiche Knoten wiederholt verbunden werden.
- überlegen Sie auch, ob der Diagramm verbunden ist, und rufen Sie es bei Bedarf mehrmals auf.
H?ufig gestellte Fragen und Vorsichtsma?nahmen
- Die Grafik kann leer sein oder es gibt keine bestimmten Knoten, daher sollten vor dem Betrieb Urteile getroffen werden.
- Bei ungerichteten Graphen müssen beide Richtungen beim Hinzufügen von Kanten hinzugefügt werden.
- Die Verwendung
HashSet
zur Aufzeichnung des Zugriffsstatus ist effizienter. - Zu viel Tiefe der Rekursion kann einen Stapelüberlauf verursachen, sodass DFS mit einem expliziten Stack umgeschrieben werden k?nnen.
- Wenn die Knotennummern kontinuierlich sind, k?nnen Sie auch ein Array anstelle von MAP verwenden.
Grunds?tzlich ist das.
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Der Unterschied zwischen HashMap und Hashtable spiegelt sich haupts?chlich in der Gewindesicherheit, der Nullwertunterstützung und der Leistung wider. 1. In Bezug auf die Gewindesicherheit ist Hashtable Thread-Safe, und seine Methoden sind haupts?chlich Synchronmethoden, w?hrend HashMap keine Synchronisationsverarbeitung durchführt, die nicht mit Thread-Safe ist. 2. In Bezug auf die Nullwertunterstützung erm?glicht HashMap einen Nullschlüssel und mehrere Nullwerte, w?hrend Hashtable keine Nullschlüssel oder -Werte zul?sst, sonst wird eine Nullpointerexception geworfen. 3. In Bezug auf die Leistung ist HashMap effizienter, da kein Synchronisationsmechanismus vorhanden ist und Hashtable für jeden Vorgang eine niedrige Verriegelungsleistung aufweist. Es wird empfohlen, stattdessen eine Concurrenthashmap zu verwenden.

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