广度优先搜索遍历类似于树的按层次遍历的过程。假设从图中某个顶点v出发,在访问了v之后依次访问v的各个未曾访问过的邻接点,然后分别从这些邻接点出发依次访问它们的邻接点,并使用”先被访问的顶点的邻接点“先于”后被访问的顶点的邻接点“被访问,直至图中所有已被访问的顶点的邻接点都被访问到。若此时图中尚有顶点未被访问,则选图中一个未被访问的节点作为起始点,重复上述过程,直至图中所有顶点都被访问到为止。若用邻接表存储图,广度优先搜索的时间复杂度为o(n + e)。
#include<iostream>
#include<vector>
#include<fstream>
#include<queue>
#include<time.h>
using namespace std;
void readGraph();//读取文件,存储图
void DFSTraverse();//图的深度优先搜索
void DFS(int v);//从某个顶点出发的深度优先搜索
int nodeNum;//图中顶点数
int edgeNum;//图中边数
vector<vector<int>> mGraph;//图的存储结构
bool *visited;//是否访问的当前节点的数组
//从文件中读取数据,存储在图中
void readGraph()
{
fstream fin("E:\\myData\\citeseerx.txt");//打开文件
fin>>nodeNum>>edgeNum;//读取边数和顶点数
mGraph.resize(nodeNum);//设置图中有多少个顶点
visited = new bool[nodeNum];
for(int i = 0; i < nodeNum; ++i)
{
visited[i] = false;
}
int num1, num2, node;
for(int i = 0; i < nodeNum; ++i)
{
fin>>num1>>num2;
mGraph[i].reserve(num2);
for(int j = 0; j < num2; ++j)
{
fin>>node;
mGraph[i].push_back(node);
}
}
fin.close();
}
void BFSTraverse()
{
queue<int> q;//定义一个队列,存储未被访问的节点
for(int i = 0; i < nodeNum; ++i)
{
if(!visited[i])
{
visited[i] = true;
q.push(i);
while(!q.empty())
{
int k = q.front();
//cout<<k<<endl;
int count = mGraph[k].size();
for(int j = 0; j < count; ++j)
{
if(!visited[mGraph[k][j]])
{
q.push(mGraph[k][j]);
visited[mGraph[k][j]] = true;
}
}
q.pop();
}
}
}
}
int main(void)
{
clock_t start,end;
start = clock();
readGraph();
cout<<"图中节点数:"<<nodeNum<<endl;
cout<<"图中边数:"<<edgeNum<<endl;
end = clock();
cout<<"读取文件初始化图的时间:"<<float(end - start)/CLOCKS_PER_SEC*1000<<endl;
start = clock();
BFSTraverse();
end = clock();
cout<<"深度优先搜索时间:"<<float(end - start)/CLOCKS_PER_SEC*1000<<endl;
system("pause");
return 0;
}
实验结果:单位为(ms)
void BFSTraverse()
{
clock_t start,end;
start = clock();
/*….中间代码……*/
end = clock();
cout<<“深度优先搜索时间:”<<float(end – start)/CLOCKS_PER_SEC*1000<<endl;
}
数据集为web-uk
图中节点数:22753644
图中边数:38184039
读取文件初始化图的时间:110750
深度优先搜索时间:3327(这个是中间代码运行的时间)
数据集为web-uk
图中节点数:22753644
图中边数:38184039
读取文件初始化图的时间:108102
深度优先搜索时间:228686(整个函数运行的时间)
数据集为cit-Patents
图中节点数:3774768
图中边数:16518947
读取文件初始化图的时间:29783
深度优先搜索时间:323(整个函数运行的时间)
数据集为citeseerx
图中节点数:1457057
图中边数:3002252
读取文件初始化图的时间:6694
深度优先搜索时间:63(整个函数运行的时间)
总结:中间代码运行时间比深度优先遍历运行时间要短(深度优先遍历使用了递归调用,耗时)。
中间代码的运行时间比整个BFSTraverse运行时间要长(在函数中使用了queue<int>队列,运行到函数
末尾时,需要释放给它分配的空间)。