Java实现深度搜索DFS算法详解

DFS概述

深度优先搜索是一种在开发爬虫早期使用较多的方法。它的目的是要达到被搜索结构的叶结点(即那些不包含任何超链的HTML文件) 。在一个HTML文件中,当一个超链被选择后,被链接的HTML文件将执行深度优先搜索,即在搜索其余的超链结果之前必须先完整地搜索单独的一条链。深度优先搜索沿着HTML文件上的超链走到不能再深入为止,然后返回到某一个HTML文件,再继续选择该HTML文件中的其他超链。当不再有其他超链可选择时,说明搜索已经结束。

解释

思路

一般用矩阵表示,从当前点开始,依次向周围四个方向试探,在我们给定数值条件下依次搜索(1代表不能走,0代表能走),对走过的路进行标记,如果最终达到了要走的点,就会进行回溯,回溯时,会将已经走过的点再次标记为未走,回到出发点,进行别的方向的试探

当找到距离最短的,而且到达了终点时,停止访问,输出结果

案例题-单身的蒙蒙

题目描述

蒙蒙要找对象啦!但是对象在和他玩捉迷藏,现在有一个55的地图,蒙蒙就在(0,0)的位置,他的心上人就在(4,4)的位置,当然路上会有各种艰难险阻,现在说明一下规则。蒙蒙按照地图行动,一次走一步,而且他只能前后左右的移动,当然蒙蒙也不能穿越墙壁。地图上有两种图案,一种是‘0"表示可以走的路,另一种是‘1"表示不能走的墙

PS:(0,0)就是左上角,(4,4)就是右下角,都懂吧!

输入:

输入一个55的矩阵表示地图,‘0"表示可以走的路,‘1"表示不能走的墙,蒙蒙就在(0,0)的位置,他的心上人就在(4,4)的位置

输出:

输出蒙蒙到心上人那里最少要走多少步,若蒙蒙永远走不到心上人那里,则输出-1

输入样例:

0 1 0 0 0

0 0 0 1 0

0 1 0 1 0

0 1 0 0 0

0 0 0 1 0

输出样例:

8

题解

分析: 首先分析下,主人公要想能够找到对象,就需要走到左下角,而去的过程显然不是一帆风顺的,它会遇到墙壁,遇到墙壁就会返回,返回到前一个点之后向其他方向进行搜索,如果有通路,就会接着执行这步的操作,直到找到终点。题目中问的是最少要通过多少步才能找到对象,那么显然可能一次搜索找不到最短的路径,这里就需要回溯,把回溯的点设置为未标记,回溯到最初的点之后进行其他方向的遍历,如果第二次到达终点的值小于第一次的就更新路径,将第二次的路径作为最小的路径,直到所有点遍历完

//回溯算法
flag[xx][yy]=1//标记
dfs(1,1,step+1)
//flag[xx][yy]=0;设置为未标记的点,进行回溯

方向数组 因为要进行四个方向的试探,所以要定义一个方向数组:方向数组的定义可以使用一维数组,亦可以使用二维数组,建议大家使用一维数组,直观明了,这里解释下便于方便,将标准坐标轴顺时针方向旋转了90度,令x=0;y=0则可有四个方向坐标 右:(0,1),下:(1,0),左:(0,-1),上:(-1,0),依次取dx一次,dy一次,就和上面的坐标一致了

    static int[] dx = {0, 1, 0, -1};//方向数组,顺时针:右 下 左 上
    static int[] dy = {1, 0, -1, 0};

注意事项: 这里因为输入的是从原点开始,而外界临界值也是等同于墙壁,为了免去试探,可以将四边的设置为“1”墙壁,这样可以避免数组越界

 //试探墙壁,避免越界
        for(int i = 0; i <=6;i++){
           s[0][i]=1;
           s[i][0]=1;
           s[6][i]=1;
           s[i][6]=1;
        }

整体代码

import java.util.Scanner;
public class test2 {

    static int[][] s = new int[10][10];
    static int[][] flag = new int[10][10];

    static int min = 99;//初始化认为该路径很大
    static int[] dx = {0, 1, 0, -1};//方向数组,顺时针:右 下 左 上
    static int[] dy = {1, 0, -1, 0};

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //试探墙壁,避免越界
        for (int i = 0; i <= 6; i++) {
            s[0][i] = 1;
            s[i][0] = 1;
            s[6][i] = 1;
            s[i][6] = 1;
        }
        //将外围墙壁左上角顶点设置为(0,0)
        for (int i = 1; i < 6; i++)//这里的从1开始,省去外围墙壁带来的不便
        {
            for (int j = 1; j < 6; j++) {
                s[i][j] = sc.nextInt();
            }
        }
        int sx = 1, sy = 1;//从(1,1)开始
        flag[sx][sy] = 1;//进行标记
        dfs(sx, sy, 0);//搜索
        if (min == 99)//如果值还是原来的,就说明不存在
            System.out.println("-1");
        else
            System.out.println(min);
    }

    public static void dfs(int x, int y, int step) {
        if (x == 5 && y == 5) {//到达了右下角,终点
            if (step < min) {//如果当前步数小于之前的
                min = step;//标记更新
            }
            return;//否则返回空
        }
        for (int i = 0; i < 4; i++) {//控制方向数组
            int xx = x + dx[i];//进行右,下,左,上搜索
            int yy = y + dy[i];
            if (flag[xx][yy] == 0 && s[xx][yy] == 0) {//如果未被标记,并且原来该位置的值为0
                flag[xx][yy] = 1;//标记
                dfs(xx, yy, step + 1);
                flag[xx][yy] = 0;//回溯
            }
        }

    }
} 

到此这篇关于Java实现深度搜索DFS算法详解的文章就介绍到这了,更多相关Java 深度搜索DFS算法内容请搜索云海天教程以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持云海天教程!