技术标签: 算法 Acwing算法基础 宽度优先
宽度优先搜索算法(又称广度优先搜索)是最简便的图的搜索算法之一,这一算法也是很多重要的图的算法的原型。Dijkstra单源最短路径算法和Prim最小生成树算法都采用了和宽度优先搜索类似的思想。其别名又叫BFS,属于一种盲目搜寻法,目的是系统地展开并检查图中的所有节点,以找寻结果。换句话说,它并不考虑结果的可能位置,彻底地搜索整张图,直到找到结果为止 。
BFS算法常用于求最短路径或者求扩散性质的区域问题。
(1)走迷宫最短路径
(2)数字按规则转换的最少次数
(3)棋盘上某个棋子N步后能到达的位置总数
(4)病毒扩散计算
(5)图像中连通块的计算。
模板
可以分为四个步骤:初始化(初始化队列和所求的值) -> 判空取队头(判断是否为空并取出队头) -> 拓展(利用队头去扩展)->依次四个方向 -> 判断入队(如果符合,将该点入队)。
void bfs(){ queue<int>q; //此处定义一个哈希map存距离或者定义全局二维数组存距离 q.push(初始位置); //初始位置距离赋值0 int dx[4]={-1,0,1,0},dy[4]={0,1,0,-1};//四个方向上的向量 while(q.size()){ auto t = q.front(); q.pop();//取出队头的点,用该点向周围扩散。 for(int i=0;i<4;i++){ int a= ,b= if(check(j)){ //如果该点可行就将它加入队列中 q.push(j); //实施相应的操作 } } } }
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=110;
typedef pair<int ,int> PII;
int n,m;
int g[N][N];//存放地图
int d[N][N];//存放该点到起点的距离
int bfs(){
queue<PII> q;
memset(d, -1 ,sizeof d);//将值全部初始化为-1 代表还没有走过
d[0][0]=0;//第一个点已经走过
q.push({0,0});//将起点插入队列中
int dx[4]={-1,0,1,0},dy[4]={0,1,0,-1};//四个方向上的向量
while(q.size()){//判断队列是否为空
auto t=q.front();//取出对头元素
q.pop();//弹出队头元素
for(int i=0;i<4;i++){
int x=t.first+dx[i],y=t.second+dy[i];
if(x>=0&&x<n&&y>=0&&y<m&&g[x][y]==0&&d[x][y]==-1){//x、y符合条件 该位置为0 且没有走过
d[x][y]=d[t.first][t.second]+1;//离起点距离加 1
q.push({x,y});//坐标入队
}
}
}
return d[n-1][m-1];
}
int main(){
cin>>n>>m;
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<m;j++)
cin>>g[i][j];
cout<<bfs()<<endl;
return 0;
}
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int bfs(string start) {
string end="12345678x";//完成时的字符串
queue<string> q;
unordered_map<string,int > d; //存放某个字符串到起点的距离
q.push(start);//将字符串插入队列
d[start]=0;//到起点的距离为0
int dx[4]={-1,0,1,0},dy[4]={0,1,0,-1};//四个方向上的向量
while(q.size()){//对列不为空
auto t=q.front();
q.pop();//弹出对头
int distance=d[t];
if(t==end) return distance;//相等则返回距离
//一维数组转化为二维数组的技巧
int k=t.find('x');//查找x所在的下标
int x=k/3,y=k%3;//转化为2维数组时的下标
for(int i=0;i<4;i++){
int a=x+dx[i],b=y+dy[i];
if(a>=0&&a<3&&b>=0&&b<3){//如果a,b没有越界
swap(t[k],t[a*3+b]);//把x和要走的位置 互换一下
if(!d.count(t)){//如果当前位置没有走过 每次四个方向判断完后都被弹出了 下次再走时已经不存在
d[t]=distance+1;
q.push(t);
}
swap(t[k],t[a*3+b]);//把位置还原 继续判断下一个方向
}
}
}
return -1;
}
int main() {
char c;
string start;
for(int i=0; i<9; i++) {
cin>>c;
start+=c;//字符的拼接
}
cout<<bfs(start)<<endl;
return 0;
}
套模板是如此的简单 直接上代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=110;
typedef pair<int,int> PII;
int g[N][N];
int d[N][N];
int n,m;
int x3,y3,x2,y2;//y0,y1与math头文件有冲突 不能用
int bfs(int x3,int y3,int x2,int y2){
bool st=false;
memset(d,-1,sizeof(d));
d[x3][y3]=0;
queue<PII> q;
q.push({x3,y3});
while(q.size()){
auto t=q.front();
if(t.first==x2&&t.second==y2) st=true;
q.pop();
int dx[4]={-1,0,1,0},dy[4]={0,1,0,-1};
for(int i=0;i<4;i++){
int x=t.first+dx[i],y=t.second+dy[i];
if(x>=1&&x<=n&&y>=1&&y<=m&&d[x][y]==-1&&g[x][y]==1){
d[x][y]=d[t.first][t.second]+1;
q.push({x,y});
}
}
}
if(st) return d[x2][y2];
return -1;
}
int main(){
cin>>n>>m;
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=m;j++)
cin>>g[i][j];
cin>>x3>>y3>>x2>>y2;
cout<<bfs(x3,y3,x2,y2)<<endl;
}
也可以说是bfs吧
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1010;
char a[N][N];
char b[N][N];
int n,m,k;
void bfs(){
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=m;j++)
b[i][j]=a[i][j];
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=m;j++){
if(b[i][j]=='g'){
if(i-1>=1)
a[i-1][j]='g';
if(i+1<=n)
a[i+1][j]='g';
if(j-1>=1)
a[i][j-1]='g';
if(j+1<=m)
a[i][j+1]='g';
}
}
}
}
int main(){
cin>>n>>m;
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=m;j++)
cin>>a[i][j];
cin>>k;
while(k--){
bfs();
}
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=m;j++){
cout<<a[i][j];
}
cout<<endl;
}
return 0;
}
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
string start,ed;
int len;
int bfs(){
unordered_map <string,int>dist;
dist[start] = 0;
queue<string> q;
q.push(start);
while(q.size()){
auto t = q.front();
q.pop();
int distance = dist[t];
if(t==ed) return distance;
int dx[6] = {1,-1,2,-2,3,-3};
int k = t.find('*');
for(int i = 0;i < 6;i++){
int x = k + dx[i];
if(x >= 0 && x < len){
swap(t[k],t[x]);
if(!dist.count(t)){
dist[t] = distance + 1;
q.push(t);
}
swap(t[k],t[x]);
}
}
}
return -1;
}
int main(){
cin>>start>>ed;
len=start.size();
cout << bfs() << endl;
return 0;
}
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