图的遍历和树的遍历有什么不同
遍历是指按一定的规则,按照节点的顺序依次访问系统中的所有节点,而图和树是两种数据结构,它们都有节点和边,不同之处在于它们的形态和性质。树是一种特殊的图,所以它们在遍历时的方法也有很大的不同。
一、遍历方式不同
1. 图的遍历方式
图的遍历方式有深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)两种。深度优先搜索是一种利用栈(Stack)实现的先进后出(LIFO)的策略,从起始点开始访问,经过一个非起始节点时,立即对其做深度优先搜索。具体来说,它用递归方法实现,先将起始点入栈,将起始点的第一个邻居入栈,然后检查它的第一个邻居是否已经被访问过,如果没有,就将它也入栈,并标记为已访问。如果所有邻居都已经被访问过了,就弹出栈顶元素,返回上一个节点,寻找其他未访问过的邻居。如此循环,直到图中的所有节点都被访问过。
2. 树的遍历方式
树的遍历方式有前序遍历、中序遍历和后序遍历三种。它们都是基于递归的,不同在于访问节点的时机不同。其中,前序遍历指的是对于二叉树,按照“根-左-右”的顺序遍历节点;中序遍历是按照“左-根-右”的顺序遍历;后序遍历则按照“左-右-根”的顺序遍历。
二、遍历顺序不同
1. 图的遍历顺序
在图中,深度优先搜索和广度优先搜索可以遍历到所有节点,但它们的遍历顺序是不同的。深度优先搜索是一种深度优先的遍历策略,遍历时先沿着某一条路径往下走,直到走到底,再回溯选择没有遍历过的邻居继续遍历。这种遍历方式类似于迷宫中的从某一点出发,试图找到一个通路的过程,它可能会陷入死胡同,需要回溯寻找新的路线。
相比之下,广度优先搜索则是一种基于队列(Queue)实现的遍历策略,按照距离递增的顺序扩展节点,遍历网络中所有可以到达的节点。它从起点开始,遍历到所有距离起点为1的节点,然后遍历到所有距离起点为2的节点,以此类推。该算法遍历网络的方式类似于一波波扩散出去,每一波扩散时都是以距离从起点最近的点开始。
2. 树的遍历顺序
对于树,不同的遍历方式,顺序也有所不同。以二叉树为例,前序遍历从根节点顺序遍历到左子树,然后继续遍历其右子树;中序遍历从左子树开始遍历,到达叶子节点后回溯到根节点,再遍历根节点下的右子树;后序遍历先遍历左子树再遍历右子树,最后遍历根节点。
三、遍历对象不同
1. 图的遍历对象
在图中,深度优先搜索和广度优先搜索的遍历对象都是节点。当然,节点之间的边也需要进行遍历,但是遍历边的时候,只是起到辅助的作用,不然就会形成死循环。
2. 树的遍历对象
而对于树的遍历来说,遍历对象不同,它们依次遍历的是节点的左子树和右子树,遍历过程中不需要考虑是否已经访问过,因为树的节点没有循环的边,不存在死循环的问题。
总之,图的遍历方式有深度优先遍历和广度优先遍历,而树的遍历方式有前序遍历、中序遍历和后序遍历三种。不同的数据结构在实现遍历的时候还有许多其他的区别,但基本的思路都是从某一点开始,按照一定的规则依次遍历所有节点。