• 【算法可视化】图论专题


    运行平台

    Algorithm Visualizer

    图的深度优先遍历

    // import visualization libraries {
    const { Tracer, Array1DTracer, GraphTracer, LogTracer, Randomize, Layout, VerticalLayout } = require('algorithm-visualizer');
    // }
    
    // define tracer variables {
    const graphTracer = new GraphTracer().directed(false);
    const visitedTracer = new Array1DTracer('visited');
    const logger = new LogTracer();
    Layout.setRoot(new VerticalLayout([graphTracer, visitedTracer, logger]));
    graphTracer.log(logger);
    const G = Randomize.Graph({ N: 8, ratio: .3, directed: false });
    graphTracer.set(G);
    Tracer.delay();
    // }
    
    function DFS(graph, source) {
      const stack = [[source, null]];
      const visited = [];
      let node;
      let prev;
      let i;
      let temp;
      for (i = 0; i < graph.length; i++) {
        visited.push(false);
      }
      // visualize {
      visitedTracer.set(visited);
      // }
    
      while (stack.length > 0) {
        temp = stack.pop();
        node = temp[0];
        prev = temp[1];
    
        if (!visited[node]) {
          visited[node] = true;
          // visualize {
          visitedTracer.patch(node, visited[node]);
    
          if (prev !== undefined && graph[node][prev]) {
            graphTracer.visit(node, prev);
            Tracer.delay();
          } else {
            graphTracer.visit(node);
            Tracer.delay();
          }
          // }
    
          for (i = 0; i < graph.length; i++) {
            if (graph[node][i]) {
              stack.push([i, node]);
            }
          }
        }
      }
    
      return visited;
    }
    
    const visited = DFS(G, 0);
    let check = true;
    for (let i = 0; i < visited.length; i++) check &= visited[i];
    // logger {
    if (check) {
      logger.println('图是连通的');
    } else {
      logger.println('图不是连通的');
    }
    // }
    
    
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    图的广度优先遍历

    // import visualization libraries {
    const { Tracer, GraphTracer, LogTracer, Randomize, Layout, VerticalLayout } = require('algorithm-visualizer');
    // }
    
    // define tracer variables {
    const tracer = new GraphTracer().directed(false).weighted();
    const logger = new LogTracer();
    Layout.setRoot(new VerticalLayout([tracer, logger]));
    tracer.log(logger);
    //随机产生一个6个节点,无向,权值为1的图,边的数量为完全图的30%
    const G = Randomize.Graph({ N: 6, ratio: .3, directed: false, weighted: false });
    tracer.set(G);
    Tracer.delay();
    // }
    
    function BFS() {
      const W = []; // W[i] 表示从根节点到i节点的权值
      const Q = [];
      let i;
      for (i = 0; i < G.length; i++) {
        W.push(MAX_VALUE); //将每个节点的权值初始化为无穷大
        // visualize {
        tracer.updateNode(i, MAX_VALUE);
        // }
      }
      W[s] = 0;
      Q.push(s); // 将起点加入队列
      // visualize {
      tracer.visit(s, undefined, 0);
      Tracer.delay();
      // }
      while (Q.length > 0) {
        const node = Q.shift(); // 头节点出队
        for (i = 0; i < G[node].length; i++) {
          if (G[node][i]) { // if the edge from current node to the i-th node exists
            if (W[i] > W[node] + G[node][i]) { // if current path is shorter than the previously shortest path
              W[i] = W[node] + G[node][i]; // update the length of the shortest path
              Q.push(i); // add child node to queue
              // visualize {
              tracer.visit(i, node, W[i]);
              Tracer.delay();
              // }
            }
          }
        }
      }
      return W[e];
    }
    
    let s = Randomize.Integer({ min: 0, max: G.length - 1 }); // s = start node
    let e; // e = end node
    do {
      e = Randomize.Integer({ min: 0, max: G.length - 1 });
    } while (s === e);
    let MAX_VALUE = 0x7fffffff;
    // logger {
    logger.println(`图的广度优先搜索查找从起点 ${s} 到终点 ${e} 的最短路径`);
    // }
    const minWeight = BFS(s);
    // logger {
    if (minWeight === MAX_VALUE) {
      logger.println(`无法从 起点 ${s} 到终点 ${e} `);
    } else {
      logger.println(`从起点 ${s} 到终点 ${e} 的最短路径的最短路径长度为 ${minWeight}`);
    }
    // }
    
    
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/qiaoxinwei/article/details/136386755