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[搜索算法系列] —— 广度优先搜索
阅读量:4223 次
发布时间:2019-05-26

本文共 1134 字,大约阅读时间需要 3 分钟。

此篇文章使用广搜解决全排列问题,详细介绍了使用深搜解决全排列问题的方法。

全排列问题

给定一个
没有重复数字的序列,返回其所有可能的全排列。例如对于数列[1, 2, 3]其全排列为[[1, 2, 3], [1, 3, 2], [2, 1, 3], [2, 3, 1], [3, 1, 2], [3, 2, 1]]。

事实上,在网络上查找全排列问题解决方案,得到的绝大部分答案是使用深度优先搜索解决的,因为相较于广度优先搜索而言,深度优先搜索更容易被理解,下图即深度优先搜索的示意图。

 

为了探索广度优先搜索,我们需要借助另一张图片,考虑如何实现如图所示的按层遍历?

 

我们使用队列数据结构来实现广度优先搜索,初始将[1],[2],[3]入队。

考虑当前节点为[1]的情况:将[1]从队列的头部弹出,遍历nums数组,寻找排列中的第二个数字。易得在nums = [1,2,3]中,2与3可以作为排列中的第二个数字。于是[1,2],[1,3]入队。

继续考虑当前节点为[2],[3]的情况,直至[1,2],[1,3],[2,1],[2,3],[3,1],[3,2]全部入队。

接着弹出队列头部[1,2],遍历nums数组,寻找排列中的第三个数字,于是[1,2,3],[1,3,2]入队...直到最后一个三位排列[3,2,1]入队,全部排列寻找完毕。

代码实现如下。

def solution(nums):    queue = [[i] for i in nums]    ans = [nums]    # 避免nums只有一个元素的情况,与下面tmp not in ans呼应    while queue:        status = queue.pop(0)        for i in nums:            if i in status:                continue            tmp = status + [i]            if len(tmp) == len(nums) and tmp not in ans:                ans.append(tmp)            else: queue.append(tmp)    return ansprint solution([1,2,3])# [[1, 2, 3], [1, 3, 2], [2, 1, 3], [2, 3, 1], [3, 1, 2], [3, 2, 1]]

试着打印solution函数的中间状态,体会该迭代方法被称作广度优先搜索的原因。

本文示例题目与一致,读者可自行尝试提交,验证自己代码的正确性。

转载地址:http://cfemi.baihongyu.com/

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