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文章导读

c++中如何实现图的广度优先遍历_c++图BFS遍历方法


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作者 2025年10月8日 7

答案:C++中BFS通过队列实现逐层遍历,使用邻接表存储图并用visited数组标记节点,从起始点入队开始,循环出队并访问其未标记的邻接点,直至队列为空,确保每个节点仅处理一次,时间复杂度为O(V+E)。

c++中如何实现图的广度优先遍历_c++图BFS遍历方法

在C++中实现图的广度优先遍历(BFS),核心是使用队列结构来逐层访问图中的节点。BFS适用于无向图或有向图,常用于寻找最短路径、连通性判断等场景。

图的存储方式:邻接表

通常用邻接表表示图,便于遍历每个节点的邻居。可以使用vector<vector<int>>来实现。

例如,graph[u] 存储所有与节点 u 相连的节点。

实现步骤说明

BFS的关键在于从起始节点出发,逐层扩展,避免重复访问。需要一个队列和一个标记数组。

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c++中如何实现图的广度优先遍历_c++图BFS遍历方法

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c++中如何实现图的广度优先遍历_c++图BFS遍历方法72

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  • 创建一个布尔数组 visited,记录节点是否被访问过
  • 使用 queue<int> 存储待访问的节点
  • 将起始节点入队,并标记为已访问
  • 当队列不为空时,取出队首节点,访问其所有未访问的邻接点并入队

代码示例

以下是一个完整的C++实现:

 #include <iostream> #include <vector> #include <queue> using namespace std;  void bfs(const vector<vector<int>>& graph, int start) {     int n = graph.size();     vector<bool> visited(n, false);     queue<int> q;      q.push(start);     visited[start] = true;      while (!q.empty()) {         int u = q.front();         q.pop();         cout << u << " ";  // 访问当前节点          for (int v : graph[u]) {             if (!visited[v]) {                 visited[v] = true;                 q.push(v);             }         }     } }  int main() {     int n = 5;     vector<vector<int>> graph(n);      // 构建无向图:0-1, 0-2, 1-3, 2-4     graph[0] = {1, 2};     graph[1] = {0, 3};     graph[2] = {0, 4};     graph[3] = {1};     graph[4] = {2};      cout << "BFS traversal: ";     bfs(graph, 0);     cout << endl;      return 0; } 

注意事项

BFS确保每个节点只被处理一次,时间复杂度为 O(V + E),其中 V 是顶点数,E 是边数。

  • 记得初始化 visited 数组,防止重复访问
  • 对于非连通图,可能需要对每个未访问节点调用 BFS
  • 如果图是用邻接矩阵存储的,遍历邻接点的方式要改为循环检查 matrix[u][v]

基本上就这些。只要掌握队列和访问标记的配合,BFS就不难实现。



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