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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:26:38.341000             🧑  作者: Mango

查找无向图中两个顶点之间是否存在路径

在无向图中,如果两个顶点之间存在一系列连续的边,那么它们就是连通的。我们可以使用深度优先搜索或广度优先搜索的算法来判断无向图中两个顶点是否连通。

下面是一个使用深度优先搜索来查找无向图中两个顶点之间是否存在路径的算法实现:

# 使用深度优先搜索查找无向图中两个顶点之间是否存在路径
def is_connected_dfs(graph, start, end, visited=None):
    '''
    graph: 无向图,使用邻接表表示,每个顶点的邻接节点列表用一个 set 来表示。
    start: 起始顶点。
    end: 结束顶点。
    visited: 已经访问过的顶点的集合,默认为 None。
    '''
    if visited is None:
        visited = set()

    if start == end:
        # 如果起始顶点和结束顶点相同,说明找到了路径,返回 True。
        return True

    visited.add(start)
    for neighbor in graph[start]:
        if neighbor not in visited:
            if is_connected_dfs(graph, neighbor, end, visited):
                # 如果从 neighbor 到 end 之间存在路径,则说明从 start 到 end 之间也存在路径,返回 True。
                return True

    return False

上面的算法首先将起始顶点加入到已经访问过的顶点的集合中。然后对于起始顶点的每一个邻接节点,如果该邻接节点没有被访问过,则继续从该邻接节点开始递归地调用 is_connected_dfs 函数。如果在递归过程中,搜索到了结束顶点,则说明从起始顶点到结束顶点之间存在路径,返回 True,否则返回 False。

下面是一个使用广度优先搜索来查找无向图中两个顶点之间是否存在路径的算法实现:

# 使用广度优先搜索查找无向图中两个顶点之间是否存在路径
def is_connected_bfs(graph, start, end):
    '''
    graph: 无向图,使用邻接表表示,每个顶点的邻接节点列表用一个 set 来表示。
    start: 起始顶点。
    end: 结束顶点。
    '''
    queue = [(start, [start])]

    while queue:
        (vertex, path) = queue.pop(0)
        for neighbor in graph[vertex] - set(path):
            if neighbor == end:
                # 如果找到了结束顶点,说明从 start 到 end 之间存在路径,返回 True。
                return True
            else:
                queue.append((neighbor, path + [neighbor]))

    return False

上面的算法使用队列来保存每个顶点以及到达该顶点的路径。初始时,起始顶点和以该顶点为起点的路径被加入到队列中。然后每次从队列中取出一个顶点以及到达该顶点的路径,并遍历该顶点的所有邻接节点,如果某个邻接节点是结束顶点,那么说明从起始顶点到结束顶点之间存在路径,返回 True,否则把那个邻接节点以及经过该邻接节点的路径添加到队列中。当队列为空时,说明已经遍历完了所有与起始顶点连通的顶点,但是还没有找到结束顶点,那么返回 False。

以上就是使用深度优先搜索或广度优先搜索算法来查找无向图中两个顶点之间是否存在路径的实现方法,大家可以根据自己的需要选择合适的算法来使用。