C++ 深度优先搜索 课堂笔记 + 例题题解
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深度优先搜索

DFS是可用于遍历树或者图的搜索算法,DFS与回溯法类似,一条路径走到底后需要返回上一步,搜索第二条路径。在树的遍历中,首先一直访问到最深的节点,然后回溯到它的父节点,遍历另一条路径,直到遍历完所有节点。图也类似,如果某个节点的邻居节点都已遍历,回溯到上一个节点。

深度优先搜索是图论中的经典算法,利用深度优先搜索算法可以产生目标图的相应拓扑排序表,利用拓扑排序表可以方便的解决很多相关的图论问题,如最大路径问题等等。一般用栈数据结构来辅助实现DFS算法。根据深度深度优先搜索的特点,采用递归函数实现比较简单。但也可以不采用递归。

例题 【题解】

本文代码严格按照Linux C++标准编写,空格、缩进符合标准。

1.[入门] 扫地机器人

// [入门] 扫地机器人
// Author:mxdyeah Date:20240529
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 101;
int n, m;
int a[maxn][maxn];
int fx[5] = {0, 0, 1, 0, -1};
int fy[5] = {0, 1, 0, -1, 0};
void p1554(int x, int y, int k)
{
    a[x][y] = k;
    int tx, ty;
    for (int i = 1; i <= 4; i++) {
        tx = x + fx[i];
        ty = y + fy[i];
        if (tx >= 1 and tx <= n and ty >= 1 and ty <= m and a[tx][ty] == 0) {
            p1554(tx, ty, k + 1);
        }
    }
}
int main()
{
    cin >> n >> m;
    p1554(1, 1, 1);
    int i, j;
    for (i = 1; i <= n; i++) {
        for (j = 1; j <= m; j++) {
            if (a[i][j] < 10) {
                cout << " ";
            }
            cout << " ";
            cout << a[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
    return 0;
}

2.【基础】迷宫出口

// 【基础】迷宫出口
// Author:mxdyeah Date:20240529
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int a[110][110];
int n, s1, s2, e1, e2;
bool f = false;
void mxdyeah(int x, int y)
{
    int fx[5] = {0, 0, 1, 0, -1};
    int fy[5] = {0, 1, 0, -1, 0};
    a[x][y] = 1;
    int tx, ty;
    for (int i = 1; i <= 4; i++) {
        tx = x + fx[i];
        ty = y + fy[i];
        if (tx >= 1 and tx <= n and ty >= 1 and ty <= n and a[tx][ty] == 0) {
            if (tx == e1 && ty == e2) {
                f = true;
            }
            else {
                mxdyeah(tx, ty);
            }
        }
    }
}
int main()
{
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            cin >> a[i][j];
        }
    }
    cin >> s1 >> s2 >> e1 >> e2;
    if (a[s1][s2] == 1 or a[e1][e2] == 1) {
        cout << "NO";
    }
    else {
        mxdyeah(s1, s2);
        if (f == true) {
            cout << "YES";
        }
        else {
            cout << "NO";
        }
    }
    return 0;
}

3.数池塘(四方向) USACO

// <pre class="prism-highlight" prism-language-cpp="" blog="mxdblog_zblog">
// Author:mxdyeah Date:20240529
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n, m, ans;
int dx[4] = {0, 0, 1, -1}, dy[4] = {1, -1, 0, 0};
char a[105][105];
int vis[105][105];
void dfs(int xx, int yy)
{
    vis[xx][yy] = 1;
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int x = xx + dx[i], y = yy + dy[i];
        if (x >= 0 && y >= 0 && x < n && y < m && !vis[x][y] && a[x][y] == 'W') {
            dfs(x, y);
        }
    }
}
int main()
{
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> a[i];
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (!vis[i][j] && a[i][j] == 'W') {
                ans++;
                dfs(i, j);
            }
        }
    }
    cout << ans << endl;
    return 0;
}

4.数池塘(八方向)

//Author:mxdyeah
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int fx[9] = {0, 0, 1, 1, 1, 0, -1, -1, -1};
int fy[9] = {0, 1, 1, 0, -1, -1, -1, 0, 1};
int n, m, cnt = 0;
char a[110][110];
void mxd(int x, int y)
{
    a[x][y] = '.';
    int tx, ty;
    for (int i = 1 ; i <= 8 ; i++) {
        tx = x + fx[i];
        ty = y + fy[i];
        if (a[tx][ty] == 'W')
            mxd(tx, ty);
    }
}
int main()
{
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for (int i = 1 ; i <= n ; i++)
        for (int j = 1 ; j <= m ; j++)
            cin >> a[i][j];
    for (int i = 1 ; i <= n ; i++)
        for (int j = 1 ; j <= m ; j++)
            if (a[i][j] == 'W') {
                cnt++;
                mxd(i, j);
            }
    printf("%d", cnt);
    return 0;
}

5.奶牛和草丛 USACO

//Author:mxdyeah
# include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n, m;
char a[104][104];
long long num;
void dg(int x, int y)
{
    if (x < 1 || x > n || y < 1 || y > m)
        return ;
    if (a[x][y] == '#') {
        a[x][y] = '.';
        dg(x + 1, y);
        dg(x - 1, y);
        dg(x, y + 1);
        dg(x, y - 1);
    }
    return ;
}
int main()
{
    cin >> n >> m;
    for (int u = 1; u <= n; u++) {
        for (int v = 1; v <= m; v++) {
            cin >> a[u][v];
        }
    }
    for (int u = 1; u <= n; u++) {
        for (int v = 1; v <= m; v++) {
            if (a[u][v] == '#') {
                dg(u, v);
                num += 1;
            }
        }
    }
    cout << num;
    return 0;
}
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