算法点亮人生 BFS最短路径

2023-09-18 12:54:10

算法的奥妙：BFS，探索人生的捷径

人生如迷宫，荆棘密布，曲径通幽。如何在浩瀚的数据海洋中，寻得最优路径？算法的智慧，将为你的探索之旅点亮明灯，而广度优先搜索（BFS）便是其中一颗璀璨的明珠。

BFS 的艺术：优雅高效的迷宫寻路者

BFS 算法，宛如一名训练有素的探险家，从起点出发，逐层探索迷宫。它的优势在于，它总是优先探索当前层的所有节点，然后再深入下一层。这种广度优先的策略，如同水波涟漪般向外扩散，直至找到目标。

BFS 的实现：用 JavaScript 征服图论

要领略 BFS 算法的魅力，不妨亲自动手实现它。首先，用 JavaScript 创建一个图论，将问题抽象为由节点和边构成的结构。

class Graph {
  constructor() {
    this.nodes = [];
    this.edges = [];
  }

  addNode(node) {
    this.nodes.push(node);
  }

  addEdge(node1, node2) {
    this.edges.push({
      node1,
      node2,
    });
  }
}

接下来，创建一个队列，用于存储待探索的节点。

class Queue {
  constructor() {
    this.head = null;
    this.tail = null;
  }

  enqueue(node) {
    if (this.head === null) {
      this.head = node;
      this.tail = node;
    } else {
      this.tail.next = node;
      this.tail = node;
    }
  }

  dequeue() {
    if (this.head === null) {
      return null;
    } else {
      const node = this.head;
      this.head = this.head.next;
      if (this.head === null) {
        this.tail = null;
      }
      return node;
    }
  }
}

最后，用 bfs 函数实现 BFS 算法，从起点开始，逐层探索图论，直至找到目标。

function bfs(graph, startNode) {
  const queue = new Queue();
  queue.enqueue(startNode);
  startNode.visited = true;

  while (queue.head !== null) {
    const node = queue.dequeue();
    console.log(node.value);

    for (const edge of graph.edges) {
      if (edge.node1 === node && !edge.node2.visited) {
        edge.node2.visited = true;
        queue.enqueue(edge.node2);
      } else if (edge.node2 === node && !edge.node1.visited) {
        edge.node1.visited = true;
        queue.enqueue(edge.node1);
      }
    }
  }
}