BFS最短路徑記錄問題的解決(python)

2021-09-29 04:34:25 字數 2459 閱讀 5969

廣度優先遍歷

常用的解決無權重最短路徑問題方法,其核心在於使用佇列「先進先出」的特點,能快速找到最靠近起始節點的目標節點。

問題

由於各節點順序進隊出隊,在查詢到目標節點後很難追溯最短路徑。

解決方案

參考dijkstra演算法,額外增加parents雜湊表,記錄下能使入隊節點被最早發現的父節點,即當節點入隊時候,一起更新入隊節點的父節點資訊,以方便後續路徑追溯。

**

路徑圖如下

a--1--c

6 / | |1

start |3 final

2\ | /5

b

def creat_graph():

"""字典巢狀字典實現帶權重有向路徑圖"""

graph = dict()

graph["start"] = dict()

graph["start"]['a'] = 6

graph["start"]['b'] = 2

graph["a"] = dict()

graph["a"]['c'] = 1

graph["c"] = dict()

graph["c"]['fin'] = 1

graph["b"] = dict()

graph["b"]['a'] = 3

graph["b"]['fin'] = 5

graph["fin"] = dict()

return graph

建立父節點雜湊表

def parents_table():

# 建立儲存父節點的雜湊表

parents = dict()

parents['a'] = none

parents['b'] = none

parents['c'] = none

parents['fin'] = none

return parents

bfs實現

def bfs(graph, start, end, parents):

"""廣度優先遍歷,搜尋最短路徑"""

from collections import deque # 建立搜尋佇列

search_queue = deque()

# 佇列中新增起始點,並記錄鄰居節點父節點

for node in graph[start]:

if not parents[node]:

parents[node] = 'start'

searched = # 記錄已查詢節點

while search_queue:

node = search_queue.popleft()

if node not in searched:

if node == end: # 找到目標返回父節點列表,用以追溯最終路徑

return node, parents

else:

for n in graph[node]: # 記錄達到節點的最近路徑的父節點

if not parents[n]:

parents[n] = node

return false

路徑追溯

def find_start(parents, key):

res =

while parents[key] != 'start':

key = parents[key]

res.reverse()

for i in res:

if i == 'fin':

print(i)

else:

print(i, "-->", end='')

目標:查詢從「start」–>「fin」的最短路徑

def main():

# 建立路徑圖和父節點雜湊表

graphtable = creat_graph()

parents = parents_table()

item, parentstable = bfs(graphtable, 'start', 'fin', parents)

# 最終路徑追溯

find_start(parentstable, 'fin')

if __name__ == '__main__':

main()

執行結果

bfs解決最短路問題

寬度優先搜尋按照開始狀態由遠及近的順序進行搜尋,因此很容易地用來求最短路徑 最少操作之類問題的答案。7 6 迷宮尋路 給定乙個m行n列的迷宮圖,其中 0 表示可通路,1 表示障礙物,無法通行。在迷宮中只允許在水平或上下四個方向的通路上行走,走過的位置不能重複走。5行8列的迷宮如下 0 1 1 1 0...

迷宮最短路徑問題 bfs

問題 求起點到終點的最小步數 分析 廣搜按照距開始狀態由近及遠的順序進行搜尋,因此很容易地來求最短路徑 最小操作之類問題的答案。include include include includeusing namespace std const int inf 10000000 typedef pair...

BFS 最短路徑 迷宮問題

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