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深度优先搜索

王朝百科·作者佚名  2009-12-07  
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深度优先搜索是一种在开发爬虫早期使用较多的方法。它的目的是要达到被搜索结构的叶结点(即那些不包含任何超链的HTML文件) 。在一个HTML文件中,当一个超链被选择后,被链接的HTML文件将执行深度优先搜索,即在搜索其余的超链结果之前必须先完整地搜索单独的一条链。深度优先搜索沿着HTML文件上的超链走到不能再深入为止,然后返回到某一个HTML文件,再继续选择该HTML文件中的其他超链。当不再有其他超链可选择时,说明搜索已经结束。优点是能遍历一个Web 站点或深层嵌套的文档集合;缺点是因为Web结构相当深,,有可能造成一旦进去,再也出不来的情况发生。

(进化论密码按:由于以上一段描述本人不能看懂,所以暂时保留之.)

事实上,深度优先搜索属于图算法的一种,英文缩写为DFS即Depth First Search.其过程简要来说是对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止,而且每个节点只能访问一次.

举例说明之:下图是一个无向图,如果我们从A点发起深度优先搜索(以下的访问次序并不是唯一的,第二个点既可以是B也可以是C,D),则我们可能得到如下的一个访问过程:A->B->E(没有路了!回溯到A)->C->F->H->G->D(没有路,最终回溯到A,A也没有未访问的相邻节点,本次搜索结束).

深度优先搜索

简要说明深度优先搜索的特点:每次深度优先搜索的结果必然是图的一个连通分量.深度优先搜索可以从多点发起.如果将每个节点在深度优先搜索过程中的"结束时间"排序(具体做法是创建一个list,然后在每个节点的相邻节点都已被访问的情况下,将该节点加入list结尾,然后逆转整个链表),则我们可以得到所谓的"拓扑排序",即topological sort.

当然,当人们刚刚掌握深度优先搜索的时候常常用它来走迷宫.事实上我们还有别的方法,那就是广度优先搜索 (BFS).状态(state):状态是制问题求解过程中每一步的状况。

算符(operater)算符是把问题从一种状态变换到另一种状态的方法代号。算符的屈指范围就是搜索的范围。(一般设为局部变量)。

节点(node):用来表明状态特征及相关信息。

在我们遇到的一些问题当中,有些问题我们不能够确切的找出数学模型,即找不出一种直接求解的方法,解决这一类问题,我们一般采用搜索的方法解决。搜索就是用问题的所有可能去试探,按照一定的顺序、规则,不断去试探,直到找到问题的解,试完了也没有找到解,那就是无解,试探时一定要试探完所有的情况(实际上就是穷举);

对于问题的第一个状态,叫初始状态,要求的状态叫目标状态。

搜索就是把规则应用于实始状态,在其产生的状态中,直到得到一个目标状态为止。

产生新的状态的过程叫扩展(由一个状态,应用规则,产生新状态的过程)

搜索的要点:(1)初始状态;

(2)重复产生新状态;

(3)检查新状态是否为目标,是结束,否转(2);

如果搜索是以接近起始状态的程序依次扩展状态的,叫宽度优先搜索。

如果扩展是首先扩展新产生的状态,则叫深度优先搜索。

深度优先搜索

深度优先搜索用一个数组存放产生的所有状态。

(1) 把初始状态放入数组中,设为当前状态;

(2) 扩展当前的状态,产生一个新的状态放入数组中,同时把新产生的状态设为当前状态;

(3) 判断当前状态是否和前面的重复,如果重复则回到上一个状态,产生它的另一状态;

(4) 判断当前状态是否为目标状态,如果是目标,则找到一个解答,结束算法。

(5) 如果数组为空,说明无解。

对于pascal语言来讲,它支持递归,在递归时可以自动实现回溯(利用局部变量)所以使用递归编写深度优先搜索程序相对简单,当然也有非递归实现的算法。

现在以这题来举例(迷宫)

1

1

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

1

1

记录起点为(1,1)找到所有的到(4,4)的路径.

程序如下:

const

b:array[1..4,1..4]of integer=((1,1,1,1),(0,1,0,1),(0,1,0,1),(0,1,1,1));

c:array[1..4,1..2]of -1..1=((0,1),(0,-1),(1,0),(-1,0));

var

a:array[1..16,1..2]of integer;

procedure print;

var

i,j:integer;

begin

for i:=1 to 4 do

begin

for j:=1 to 4 do

write(b[i,j]:3);

writeln;

end;

writeln('--------------');

end;

procedure try(k:integer);

var

i:integer;

begin

if (a[k,1]=4)and(a[k,2]=4) then begin print;exit;end;

for i:=1 to 4 do

begin

a[k+1,1]:=a[k,1]+c[i,1];

a[k+1,2]:=a[k,2]+c[i,2];

if (a[k+1,1]>=1)and(a[k+1,1]<=4)and(a[k+1,2]>=1)and(a[k+1,2]<=4)and

(b[a[k+1,1],a[k+1,2]]=1) then begin

b[a[k+1,1],a[k+1,2]]:=2;

try(k+1);

b[a[k+1,1],a[k+1,2]]:=1;

end;

end;

end;

begin

a[1,1]:=1;

a[1,2]:=1;

b[1,1]:=2;

try(1);

end.

这就是说是说进行搜索一条路直到不能走为止,换另一条路.

 
 
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