寫給媳婦兒的算法(十一)——廣度優(yōu)先搜索

【引言】我們生活中都會(huì)有過“找人”的經(jīng)歷。比如,我們想簡(jiǎn)單的找一個(gè)醫(yī)生來咨詢一些事情,或者找一個(gè)律師或者是老師。我們會(huì)怎么找呢?怎么才能找到呢?我們往往希望找到的這個(gè)人是跟我們關(guān)系最近的那一個(gè),或者是朋友,或者是朋友的朋友,如果是朋友的朋友的朋友,我們的信任感或者說覺得這個(gè)關(guān)系就不那么牢靠了。這個(gè)過程就是一個(gè)搜索的過程,而我們的人際關(guān)系網(wǎng)就是一個(gè)

廣度優(yōu)先搜索就是一個(gè)首先搜索自己身邊最近的人,如果沒有,我們?cè)贁U(kuò)大搜索范圍的一種搜索方法。

算法過程

我們可以想象,我們?cè)谡胰说倪^程,實(shí)際上就是我們搜索我們?nèi)穗H關(guān)系關(guān)系網(wǎng)中的人的過程,而這個(gè)人際關(guān)系網(wǎng),就是由一個(gè)個(gè)朋友、朋友的朋友……來構(gòu)建的,我們可以把這種關(guān)系看做是一個(gè)

我的人際關(guān)系圖tx~.png

圖是有方向的,箭頭的方向表示的是從屬關(guān)系,被指的人是前者的朋友,其實(shí)應(yīng)該是互相指的雙向箭頭,但是因?yàn)槲业拇嬖?,我只能通過一個(gè)人來找到他的朋友,所以有了單向的方向。即使是這樣,也會(huì)存在一個(gè)人同時(shí)是幾個(gè)人的朋友這種情況,可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)環(huán),如上圖,這個(gè)環(huán)也可能是來回循環(huán)的。

廣度優(yōu)先搜索

廣度優(yōu)先搜索,顧名思義,就是盡量的先 廣泛 的來搜索。

比如,我要買房子,我就要要找到我身邊人際網(wǎng)中的一個(gè)搞房地產(chǎn)的人。我該怎么辦呢?按照廣度優(yōu)先搜索的話,我應(yīng)該這么辦:
首先,我遍尋我身邊的朋友,也就是直接跟我是朋友的人,看看他們是不是搞房地產(chǎn)的人,如果有搞房地產(chǎn)的人,我就算是以一個(gè)比較短的路徑,一個(gè)比較短的時(shí)間找到了我所需要的人(黑圈中的人):


我的朋友們.png

然后,當(dāng)我遍尋我身邊直接的朋友沒有找到搞房地產(chǎn)的人的時(shí)候,此時(shí)我就知道,我身邊朋友這個(gè)范圍已經(jīng)找不到了,此時(shí)我就要增加我的搜索范圍,來找我的朋友的朋友了(紅圈之內(nèi),黑圈之外):


遍尋朋友的朋友.png

如果我找到了,那么這個(gè)搜索過程就結(jié)束了,如果沒有找到,我再繼續(xù)搜索朋友的朋友的朋友……,一次次的增加搜索的范圍。

這就是廣度優(yōu)先搜索的過程,所謂廣度,就是每一次搜索的范圍要盡量的廣泛,比如,我第一次搜索,范圍就是最廣泛的,我 遍尋 了我身邊所有的 朋友;第二次搜索,我 遍尋 了我身邊 朋友的朋友 ;如果有第三次,我就繼續(xù)遍尋我朋友的朋友的朋友……,很幸運(yùn),我在我的朋友的朋友中,找到了我要找的人,這樣就以廣度優(yōu)先的搜索方式完成了我找人的目的!

具體的實(shí)現(xiàn)邏輯是,我借助一個(gè)隊(duì)列,首先把我所有的朋友加入隊(duì)列,從隊(duì)列頭一個(gè)個(gè)的來查看我的朋友是不是我要找的人,如果某個(gè)朋友不是我要找的,那么我就把他的朋友繼續(xù)加入隊(duì)列的末尾,把他從隊(duì)列頭中拿走,繼續(xù)的查看隊(duì)列中第二個(gè)朋友,重復(fù)這個(gè)過程,直到我的隊(duì)列中的所有人都被我查看過了,沒有找到,那我身邊就沒有這樣的人。


隊(duì)列的示意圖.png

算法實(shí)現(xiàn)

#coding:utf-8

# 引入隊(duì)列,實(shí)際上用數(shù)組也是完全沒問題的,有這個(gè)就用這個(gè)
from collections import deque

# 廣度優(yōu)先搜索的過程
def breadth_first_search(career, name):
    search_queue = deque()
    search_queue += friends[name]
    searched = []
    # 只要待查找的數(shù)組不為空,就一直搜索下去
    while search_queue:
        # 從隊(duì)列的頭找出一個(gè)朋友
        person = search_queue.popleft()
        # 如果這個(gè)朋友沒有在已查找的數(shù)組中,就確認(rèn)他的身份(為了防止幾個(gè)人都互相是朋友的死循環(huán),如果查過這個(gè)人,就不再查了)
        if person not in searched:
            # 如果這個(gè)人是要找的人,直接返回
            if careers[person] == career:
                return person
            # 如果這個(gè)人不是要找的人,就把這個(gè)人的朋友放入帶查找的隊(duì)列的末尾
            else:
                search_queue.extend(friends[person])
                searched.append(person)
    # 如果關(guān)系網(wǎng)上所有的人中都沒有要找的人,就直接返回沒有
    return False

# 構(gòu)建人物的基本職業(yè)信息以及朋友網(wǎng)
careers = {"我": "屌絲",
          "呂志安": "醫(yī)生",
          "李小飛": "律師",
          "林連杰": "老總",
          "王洲": "房地產(chǎn)",
          "王忠義": "護(hù)士",
          "封趙蒙": "保險(xiǎn)"}

friends = {"我": ["呂志安", "李小飛", "林連杰"],
          "呂志安": ["封趙蒙"],
          "李小飛": ["王洲", "王忠義"],
          "林連杰": [],
          "王洲": ["王忠義"],
          "王忠義": [],
          "封趙蒙": []}

# 進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索,來查找 我 的身邊做 房地產(chǎn) 的朋友
searched_man = breadth_first_search("房地產(chǎn)", "我")
if searched_man:
    print("你身邊做“房地產(chǎn)”的朋友是: {}".format(searched_man))
else:
    print("你身邊沒有做“房地產(chǎn)”的朋友")

結(jié)果是:

我身邊做房地產(chǎn)的朋友是王洲,我二哥.png



上一篇:寫給媳婦兒的算法(十)——斐波那切數(shù)列
下一篇:寫給媳婦兒的算法(十二)——狄克斯特拉算法

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡(jiǎn)書系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容