Beam Search 基础知识-广度优先及深度优先搜索

时间:2021-05-04 15:37:54

概要

介绍了深度优先和广度优先的搜索方法

基本概念

open 表 保存未访问过的路径
close 表 保存访问过的路径,防止进入一个死循环。

具体算法

从某一个开始节点访问所有的可到达的顶点在很多场景下非常有用,例如下图中我们想从H点到C点如何遍历?
Beam Search 基础知识-广度优先及深度优先搜索

具体步骤

  1. 从H开始,找到H的直接后继{B,D, L},从而构成了三条候选路径{H->B,H->D,H->L},此时{B,D,L}成为open vertices
  2. 将open vertices (及他们所属的路径)放入open表中。
  3. 从open表中选取一个vertex移除open表并生成此vertex的后继
    1. 例如我们选择了L,其后继为{M,F,H},
    2. 因为H已经被访问过了,所以不能放入open表中,否则会造成死循环,所以此时open表中有{B,D,M,F}
      为了防止造成死循环,所以会有一个close表,记录已经被访问过的点,一旦一个点进入close表,就永远不会被访问第二次
  4. 如此继续知道找到目标顶点或者返回找不到目标顶点

注意:广度优先还是深度优先完全由从open表中的数据访问方式决定
* open表是先进后出则是深度优先
* open表是先进先出则是广度优先

样例及伪代码

深度优先样例

Vertex visited (and hence closed) Open list (stack top at left)
H B D L
B D D L
D G J D L
G J J D L
J E I M J D L
E K I M J D L
K I M J D L
I F M J D L
F A L M J D L
A L M J D L
L M M J D L
M C M J D L
C M J D L

深度优先伪代码

/* initialization */
queue openList = { startVertex }

/* loop */
while ( closedNodes != numberOfNodes && !openList.empty())
{
closingVertex = openList.dequeue();
increment number of closedNodes;

for each non-closed vertex not in the openList
and with an edge to it from closingVertex
{
openList.enqueue( vertex );
}

}

广度优先类似

参考资料

http://jhave.org/algorithms/graphs/depthbreadth/depth-breadth.shtml