深度优先搜索与广度优先搜索

一、基本实现

深度优先搜索用栈（stack）来实现，整个过程可以想象成一个倒立的树形：

1、把根节点压入栈中。

2、每次从栈中弹出一个元素，搜索所有在它下一级的元素，把这些元素压入栈中。并把这个元素记为它下一级元素的前驱。

3、找到所要找的元素时结束程序。

4、如果遍历整个树还没有找到，结束程序。

广度优先搜索使用队列（queue）来实现，整个过程也可以看做一个倒立的树形：

1、把根节点放到队列的末尾。

2、每次从队列的头部取出一个元素，查看这个元素所有的下一级元素，把它们放到队列的末尾。并把这个元素记为它下一级元素的前驱。

3、找到所要找的元素时结束程序。

4、如果遍历整个树还没有找到，结束程序。

二、代码实现

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack;

public class Graph {
private int number = 9;
private boolean[] flag;
private String[] vertexs = { "A", "B", "C", "D", "E", "F", "G", "H", "I" };
private int[][] edges = {
{ 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0 },
{ 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1 },
{ 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1 },
{ 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1 },
{ 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0 },
{ 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0 },
{ 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0 },
{ 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0 }
};

void DFSTraverse() {
flag = new boolean[number];
for (int i = 0; i < number; i++) {
if (flag[i] == false) {// 当前顶点没有被访问
DFS(i);
}
}
}

void DFS(int i) {
flag[i] = true;// 第i个顶点被访问
System.out.print(vertexs[i] + " ");
for (int j = 0; j < number; j++) {
if (flag[j] == false && edges[i][j] == 1) {
DFS(j);
}
}
}

void DFS_Map(){
flag = new boolean[number];
Stack<Integer> stack =new Stack<Integer>();
for(int i=0;i<number;i++){
if(flag[i]==false){
flag[i]=true;
System.out.print(vertexs[i]+" ");
stack.push(i);
}
while(!stack.isEmpty()){
int k = stack.pop();
for(int j=0;j<number;j++){
if(edges[k][j]==1&&flag[j]==false){
flag[j]=true;
System.out.print(vertexs[j]+" ");
stack.push(j);
break;
}
}

}
}
}

void BFS_Map(){
flag = new boolean[number];
Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
for(int i=0;i<number;i++){
if(flag[i]==false){
flag[i]=true;
System.out.print(vertexs[i]+" ");
queue.add(i);
while(!queue.isEmpty()){
int k=queue.poll();
for(int j=0;j<number;j++){
if(edges[k][j]==1&&flag[j]==false){
flag[j] = true;
System.out.print(vertexs[j]+" ");
queue.add(j);
}
}
}
}
}
}

public static void main(String[] args) {
Graph graph = new Graph();
System.out.println("DFS递归:");
graph.DFSTraverse();
System.out.println();
System.out.println("DFS非递归:");
graph.DFS_Map();
System.out.println();
System.out.println("BFS非递归:");
graph.BFS_Map();
}
}