《算法图论:BFS/DFS 实战(迷宫问题 + 拓扑排序)》
### 《算法图论:BFS/DFS 实战(迷宫问题 + 拓扑排序)》 🚀
#### 迷宫问题:BFS vs DFS 🧩
在解决迷宫问题时,**广度优先搜索(BFS)**和**深度优先搜索(DFS)**各有千秋!
- **BFS** 🌊:像水波一样层层扩散,**保证找到最短路径**!适合求解“最少步数”问题。
- **实现**:用队列(Queue)存储待访问节点,按层级遍历。
- **复杂度**:时间/空间均为 O(V+E),V为顶点数,E为边数。
- **DFS** 🌲:像探险家一样勇往直前,可能**更快找到一条路径**(但不一定最短)。
- **实现**:用栈(Stack)或递归回溯,一路走到黑再折返。
- **适用场景**:路径存在性检测或需要回溯的问题(如“连通块计数”)。
**举个栗子** 🌰:
一个 5x5 的迷宫,BFS 会像雷达扫描一样逐层推进,而 DFS 可能“绕远路”却更省内存!
---
#### 拓扑排序:DFS的杀手锏 🔥
拓扑排序用于解决**有向无环图(DAG)的任务依赖问题**,比如课程安排、编译顺序等。
- **核心思想**:按依赖关系线性排序,确保每个节点都在其前驱节点之后。
- **DFS实现**:
1. 对未访问节点递归调用 DFS。
2. **逆序记录完成时间**,最后反转结果即为拓扑序。
```python
def topo_sort(graph):
visited, result = set(), []
def dfs(node):
if node not in visited:
visited.add(node)
for neighbor in graph[node]:
dfs(neighbor)
result.append(node) # 后序添加
for node in graph:
dfs(node)
return result[::-1] # 反转结果
```
- **BFS实现(Kahn算法)**:通过维护**入度表**和队列,不断移除入度为0的节点。
**应用场景** 📚:
- 选课系统:先修课程必须排在前面。
- 任务调度:依赖任务优先执行。
---
#### 总结 🎯
- **BFS**:最短路径、层级问题。
- **DFS**:拓扑排序、回溯问题。
两者结合,能搞定大多数图论挑战! 💪
**小互动** 🤔:你更偏爱 BFS 还是 DFS?留言区见! ✍️
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