在图论和计算机科学中,寻找图中所有符合条件的路径是常见的问题之一。今天我们将探讨如何使用深度优先搜索(DFS)来找出一个有向图中从给定顶点出发的所有简单路径,这些路径的长度不超过指定的最大长度k。我们将通过一个具体的实例来展示这个过程,并讨论DFS的优势和一些需要注意的问题。
问题描述
假设我们有一个有向图,其中顶点为1、2、3、4,如下图所示:
1 / \ 2 ← 3 \ / 4我们需要找出从顶点1出发,所有长度不超过3的简单路径(即路径中不能重复经过同一个顶点)。
算法选择
深度优先搜索(DFS)是解决此类问题的理想算法。与广度优先搜索(BFS)不同,DFS更适合于探索所有可能的路径,因为它会尽可能深入搜索每个分支,直到不能继续为止,然后回溯并探索其他分支。
实现思路
- 递归函数:我们定义一个递归函数
genPaths,它接受图的邻接表、当前节点、剩余的路径长度k以及当前路径。 - 路径记录:使用一个集合(Set)来记录路径上的节点,避免形成循环。
- 回溯:当搜索到最大深度
k或发现循环时,函数会返回并回溯。 - 路径输出<