在談廣度優先遍歷之前，我們需要知道圖是什么。

1.圖

????圖(graph)是表示物件與物件之間關系的數學對象，是圖論的基本研究對象，圖由節點(node)和邊(edge)組成。圖分為兩種：1.有向圖、2.無向圖。

1.1有向圖

????有向圖就類似于我們去打牌，如果A欠B5元，則有一條線段從A指向B，如果B欠A5元，那么就又有一條線由B指向A，這個5元我們稱之為權重(weight)。

1.2 無向圖

????如果有一條線段是由A指向B，并且B指向A。那么這兩條線段可以合成一條無箭頭的線段在A于B中間。

????如果當參加打牌的人數變多時，關系也會變的復雜，如下圖所示

????上面表示ALEX欠RAMA錢，RAMA欠ADIT錢，TOM欠RAMA和ADIT的錢。

????就這么簡單！圖由節點和邊組成。一個節點可能與眾多節點直接相連，這些節點被稱為鄰居。在前面的欠錢圖中，Rama是Alex的鄰居。Adit不是Alex的鄰居，因為他們不直接相連。但Adit既 是Rama的鄰居，又是Tom的鄰居。

????圖用于模擬不同的東西是如何相連的。

2.廣度優先遍歷

????廣度優先搜索是一種用于圖的查找算法，可幫助回答兩類問題。

?????第一類問題：從節點A出發，有前往節點B的路徑嗎？

?????第二類問題：從節點A出發，前往節點B的哪條路徑最短？

???下面我們舉個簡單的栗子來理解一下廣度優先遍歷的妙處。

????假設你是一個木材廠的老板，你手中有一批上等的好木頭，需要尋找一個木材愛好者，把木頭賣給他。因此你可以在微信中查找你的朋友是否是木材愛好者或者你可以發朋友圈問朋友他們的朋友中是否有木材愛好者。

????為此，你首先在朋友中查找。這種查找很簡單。首先，創建一個朋友名單。然后，一次查找名單中的每個人，看看他們是否是木材愛好者。

????假設你沒有朋友是木材愛好者，那么你就必須在朋友的朋友中查找。檢查名單中的每個人時，你都將其朋友加入名單。

????這樣一來，你不僅在朋友中查找，還在朋友的朋友中查找。別忘了，你的目標是在你的人際關系網中找到一位木材愛好者。因此，如果A不是木材愛好者，就將其朋友也加入到名單中。這意味著你將在她的朋友、朋友的朋友等中查找。使用這種算法將搜遍你的整個人際關系網，直到找到木材愛好者。這就是廣度優先搜索算法。

????那么python中如何來實現呢？我們需要引入隊列(deque)。隊列支持兩種操作：入隊和出隊。

????如果你將兩個元素加入隊列，先加入的元素將在后加入的元素之前出隊。因此，你可使用隊列來表示查找名單！這樣，先加入的人將先出隊并先被檢查。

????隊列是一種先進先出(First In First Out，FIFO)的數據結構，而棧是一種后進先出(Last In First Out，LIFO)的數據結構。

3.手撕代碼

????首先，需要使用代碼來實現圖。圖由多個節點組成。每個節點都與鄰近節點相連，如果表示類似于“你→Bob”這樣的關系呢？它就是字典！

????我們可以用字典來將你的所有鄰居存入以你為關鍵字，以鄰居為值的字典中。

????我們現在來幫木材商(A)查找木材愛好者(I)吧

3.1 創建graph表

????我們知道，對于A來說，他有["B","C","F"]三個朋友，B沒有朋友，因此為[]。按照這個思路我們就可以構造出如下的一個表

graph = {}
graph["A"] = ["B","C","F"]
graph["B"] = []
graph["C"] = ["E","F","D"]
graph["D"] = ["H","G"]
graph["E"] = ["I"]
graph["F"] = []
graph["G"] = []
graph["H"] = ["I"]
graph["I"] = []

3.2 創建隊列

????對于隊列，我們可以調用python強大的庫collections里的deque(另一篇文章有講該庫，可去查看一下)來創建一個雙端隊列

from?collections import?deque # 從collections庫中導入deque類
search_pepole = deque() # 創建一個隊列
search_pepole += graph["A"] # 將A的朋友加入到隊列中

3.3創建判斷函數

def?person_is_seller(person):??# 創建判斷函數，查看該人是否是Ireturn?person =="I"while?search_people: # 如果隊列不為空
????person = search_people.popleft() # 取出當前隊列的第一個人if?person_is_seller(person): # 檢查這個人是否是I
????????print(person +" is a love tree'people!") # 是Ibreakelse:
????????search_people += graph[person] # 如果不是，則把這個人的朋友都加入到隊列中

3.4 檢查代碼

????回去看一下代碼，我們會發現，如果B是C的朋友，C是D的朋友，D又是B的朋友，那么我們就會將整個循環進入一個無限的循環之中，我們可以添加一個列表，用來存儲已經被查找過的用戶

def?search(name):
????search_people = deque() # 創建一個隊列
????search_people += graph[name] # 將name的朋友加入到隊列中
????searched = []while?search_people: # 如果隊列不為空
????????person = search_people.popleft() # 取出當前隊列的第一個人
????????ifnot person in?searched: # 如果這個人沒有被查找過if?person_is_seller(person): # 檢查這個人是否是I
????????????????print(person +" is a love tree'people!") # 是Ibreakelse:
????????????????search_people += graph[person] # 如果不是，則把這個人的朋友都加入到隊列中
????returnFalse

4.完整代碼

# -*- coding: utf-8 -*-from?collections import?deque # 從collections庫中導入deque類
graph = {}
graph["A"] = ["B", "C", "F"]
graph["B"] = []
graph["C"] = ["E", "F", "D"]
graph["D"] = ["H", "G"]
graph["E"] = ["I"]
graph["F"] = []
graph["G"] = []
graph["H"] = ["I"]
graph["I"] = []def?person_is_seller(person):??# 創建判斷函數，查看該人是否是Ireturn?person =="I"def?search(name):
????search_people = deque() # 創建一個隊列
????search_people += graph[name] # 將name的朋友加入到隊列中
????searched = []while?search_people: # 如果隊列不為空
????????person = search_people.popleft() # 取出當前隊列的第一個人
????????ifnot person in?searched: # 如果這個人沒有被查找過if?person_is_seller(person): # 檢查這個人是否是I
????????????????print(person +" is a love tree'people!") # 是Ibreakelse:
????????????????search_people += graph[person] # 如果不是，則把這個人的朋友都加入到隊列張紅
????returnFalse
search("A")

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python 遍历_Python手撕广度优先遍历的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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