Последовательное заполнение — это алгоритм заполнения, используемый в информатике и теории графов для обхода или исследования графа. В этом алгоритме граф заполняется или проходится последовательно, начиная с заданного исходного узла и исследуя его соседей, прежде чем перейти к следующему уровню узлов.
Давайте рассмотрим несколько методов реализации последовательного заполнения графа, а также примеры кода на Python.
- Поиск в ширину (BFS):
BFS — это хорошо известный алгоритм последовательной лавинной рассылки, который исследует граф уровень за уровнем. Он использует структуру данных очереди для хранения посещаемых узлов.
from collections import deque
def bfs(graph, start_node):
visited = set()
queue = deque([start_node])
visited.add(start_node)
while queue:
node = queue.popleft()
# Process the node
print(node)
for neighbor in graph[node]:
if neighbor not in visited:
visited.add(neighbor)
queue.append(neighbor)
- Поиск в глубину (DFS).
DFS — это еще один алгоритм последовательного заполнения, который исследует граф, проходя как можно глубже перед возвратом. Он использует стек или рекурсию для поддержания посещаемых узлов.
def dfs(graph, start_node, visited=None):
if visited is None:
visited = set()
visited.add(start_node)
# Process the node
print(start_node)
for neighbor in graph[start_node]:
if neighbor not in visited:
dfs(graph, neighbor, visited)
- Алгоритм Дейкстры:
Алгоритм Дейкстры — это алгоритм последовательного заполнения, используемый для поиска кратчайших путей в графе с неотрицательными весами ребер. Он использует приоритетную очередь для выбора следующего узла для посещения.
import heapq
def dijkstra(graph, start_node):
distances = {node: float('inf') for node in graph}
distances[start_node] = 0
heap = [(0, start_node)]
while heap:
current_distance, current_node = heapq.heappop(heap)
if current_distance > distances[current_node]:
continue
# Process the node
print(current_node)
for neighbor, weight in graph[current_node].items():
distance = current_distance + weight
if distance < distances[neighbor]:
distances[neighbor] = distance
heapq.heappush(heap, (distance, neighbor))
Это всего лишь несколько примеров алгоритмов последовательной лавинной рассылки. В зависимости от конкретной проблемы или требований могут подойти разные алгоритмы.