【算法集训 | 暑期刷题营】8.9题---宽度优先搜索

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携手创作,共同成长!这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第9天,点击查看活动详情

《算法集训传送门

  👉引言

铭记于心
🎉✨🎉我唯一知道的,便是我一无所知🎉✨🎉

💖 ❄️我们的算法之路❄️💖

   众所周知,作为一名合格的程序员,算法 能力 是不可获缺的,并且在算法学习的过程中我们总是能感受到算法的✨魅力✨。
☀️🌟短短几行代码,凝聚无数前人智慧;一个普通循环,即是解题之眼🌟☀️
💝二分,💝贪心,💝并查集,💝二叉树,💝图论,💝深度优先搜索(dfs) ,💝宽度优先搜索(bfs) ,💝数论,💝动态规划等等, 路漫漫其修远兮,吾将上下而求索! 希望在此集训中与大家共同进步,有所收获!!!🎉🎉🎉

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今日主题:宽度优先搜索


宽度优先搜索算法(又称广度优先搜索)是最简便的图的搜索算法之一,这一算法也是很多重要的图的算法的原型。Dijkstra单源最短路径算法和Prim最小生成树算法都采用了和宽度优先搜索类似的思想。其别名又叫BFS,属于一种盲目搜寻法,目的是系统地展开并检查图中的所有节点,以找寻结果。换句话说,它并不考虑结果的可能位置,彻底地搜索整张图,直到找到结果为止。

 👉⭐️第一题💎

   ✨题目

       102. 二叉树的层序遍历
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   ✨思路:

最经典的二叉树按层遍历题目,通过一个队列即可实现,每遍历一个根节点,就将它的左右子节点都放进队列。值得注意的是由于本题要拿到每层的节点,需要标记层级,则需要一个flag跟踪子节点入队列的过程,当本层结束遍历后,flag会指向下一层末尾节点,到开始遍历下一层时,用F复制flag,用于表示本层节点结束的标志,及时更新vector

   ✨代码:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
   vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode *root)
{
    queue<TreeNode *> le;
    vector<vector<int>> res;
    le.push(root);
    if(!root)return res;
    TreeNode *flag = root,*F=root;
    vector<int> tem;
    while (!le.empty())
    {
        TreeNode *child = le.front();
        tem.push_back(child->val);
        le.pop();
        if (child->left)
        {
            le.push(child->left);
            flag = child->left;
        }
        if (child->right)
        {
            le.push(child->right);
            flag = child->right;
        }
        if (F == child)
        {
            res.push_back(tem);
            tem.resize(0);
            F = flag;
        }
    }
    return res;
}
};

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 👉⭐️第二题💎

   ✨题目

       994. 腐烂的橘子

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   ✨思路:

腐烂所有果子最短时间,其实就是覆盖地图的最短路径问题,最短路径首先想到BFS,这里将time(分钟数)当做遍历的层数,先从第0层(将最初所有腐烂的果子放进队列)开始while

   ✨代码:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Solution
{
public:
    int orangesRotting(vector<vector<int>> &grid)
    {
        int flag[4][2] = {{0, 1}, {0, -1}, {1, 0}, {-1, 0}};
        queue<vector<int>> q;
        int n = grid.size(), m = grid[0].size();
        int count = 0, t = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            for (int j = 0; j < m; j++)
            {
                if (grid[i][j] == 1)
                    count++;
                else if (grid[i][j] == 2)
                    q.push(vector<int>({i, j}));
            }
        }
         while (count && q.size())
            {
                t++;
                int N = q.size();
                for (int i = 0; i < N; i++)
                {
                    vector<int> tem = q.front();
                    q.pop();
                    int r = tem[0], c = tem[1];
                    for (int t = 0; t < 4; t++)
                    {
                        int nr = r + flag[t][0], nc = c + flag[t][1];
                        if (nr >= 0 && nr < n && nc >= 0 && nc < m && grid[nr][nc] == 1)
                        {
                            grid[nr][nc] = 2;
                            count--;
                            q.push(vector<int>({nr, nc}));
                        }
                    }
                }
            }
        return count ? -1 : t;
    }
};

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 👉⭐️第三题💎

   ✨题目

      3.二叉树的右视图
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   ✨思路:

深度优先遍历,先递归右节点 让它在下一层先被处理,当res长度和step相等时 当前节点就是这一层的右节点,加入数组中;时间复杂度O(n),每个节点遍历一次。空间复杂度O(n),递归栈空间

   ✨代码:

class Solution {
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        if(root == null){
            return ans;
        }
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            while (size -- > 0){
                TreeNode poll = queue.poll();
                if(size == 0){
                    ans.add(poll.val);
                }
                if(poll.left != null){
                    queue.add(poll.left);
                }
                if(poll.right != null){
                    queue.add(poll.right);
                }
            }
        }
        return ans;
    }
}

写在最后
相信大家对今天的集训内容的理解与以往已经有很大不同了吧,或许也感受到了算法的魅力,当然这是一定的,路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!伙伴们,明天见!在这里插入图片描述