python - 使用Python使用广度优先搜索算法的两个节点之间的距离
问题描述
如何使用 BFS 算法获得图的任意两个节点之间的距离(边数)?
我不想将路径信息保存为列表(如下面的代码)以减少代码的运行时间。(为了更好的性能)
def check_distance(self, satrt, end, max_distance):
queue = deque([start])
while queue:
path = queue.popleft()
node = path[-1]
if node == end:
return len(path)
elif len(path) > max_distance:
return False
else:
for adjacent in self.graph.get(node, []):
queue.append(list(path) + [adjacent])
解决方案
您可以通过以下两项更改来提高性能:
- 正如你所说,用距离替换路径。这将节省内存,当距离很大时更是如此。
- 维护一组已经见过的节点。这将大大减少可能路径的数量,尤其是当每个节点有多个边时。如果你不这样做,那么算法将在节点之间循环和来回走动。
我会尝试这样的事情:
from collections import deque
class Foo:
def __init__(self, graph):
self.graph = graph
def check_distance(self, start, end, max_distance):
queue = deque([(start, 0)])
seen = set()
while queue:
node, distance = queue.popleft()
if node in seen or max_distance < distance:
continue
seen.add(node)
if node == end:
return distance
for adjacent in self.graph.get(node, []):
queue.append((adjacent, distance + 1))
graph = {}
graph[1] = [2, 3]
graph[2] = [4]
graph[4] = [5]
foo = Foo(graph)
assert foo.check_distance(1, 2, 10) == 1
assert foo.check_distance(1, 3, 10) == 1
assert foo.check_distance(1, 4, 10) == 2
assert foo.check_distance(1, 5, 10) == 3
assert foo.check_distance(2, 2, 10) == 0
assert foo.check_distance(2, 1, 10) == None
assert foo.check_distance(2, 4, 10) == 1
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