深度搜索和广度搜索图解对比

在计算机科学中，深度搜索和广度搜索是两种最基本的搜索算法。这两者不仅存在于计算机科学中，而且在日常生活中也非常普遍。比如说，如果你想在一堆书中找到某本特定的书，你可以选择深度搜索或广度搜索来寻找。本文将从不同角度分析深度搜索和广度搜索之间的区别。

深度搜索

深度搜索是一种用于遍历或搜索图和树等数据结构的算法。在深度搜索中，从根节点或某个顶点开始，搜索算法会尽可能深地搜索到达某个节点。如果发现该节点存在未被搜索的子节点，则立即向下搜索，递归进行搜索直到所有节点被搜索。如果无法在当前节点下找到更多子节点，则返回上一节点，继续搜索它的下一个节点。

下面是深度搜索的图解：


在上图中，我们从节点1开始深度搜索，依次遍历节点2，节点4，节点5和节点3，直到遍历完整个图。

广度搜索

广度搜索是一种用于遍历或搜索图和树等数据结构的算法。在广度搜索中，从根节点或某个顶点开始，搜索算法先搜索当前节点的所有邻居节点，然后再依次搜索每个邻居的邻居，直到所有节点被搜索。因此，广度搜索算法采用先进先出的方法来搜索所有节点。

下面是广度搜索的图解：


在上图中，我们从节点1开始广度搜索，先依次遍历节点2，节点3和节点4，再遍历节点5和节点6，直到遍历完整个图。

深度搜索和广度搜索的比较

1. 空间复杂度：深度搜索的空间复杂度要低于广度搜索。由于深度搜索算法使用递归调用栈，所以在搜索时需要存储每个节点的状态和顺序等信息。而在广度搜索中，需要使用一个先进先出的队列来存储每个节点的状态信息，所以需要更多的内存空间。

2. 时间复杂度：深度搜索和广度搜索的时间复杂度都是O（V+E），其中V表示节点数，E表示边数。然而，由于深度搜索是一个树形搜索过程，它会沿着一条路径一直搜索到底部，而广度搜索则需要遍历整个邻居节点集，因此广度搜索通常比深度搜索快。

3. 应用场景：深度搜索通常适用于查找图或树中从一个点到另一个点的路径，而广度搜索通常适用于查找图或树中的最短路径或最少步数的问题。