广度优先生成树(BFS生成树)是通过广度优先搜索(BFS)算法遍历图时形成的树结构,其核心特点是按层级逐层访问顶点,确保最短路径优先。 画法需遵循队列辅助、层级扩展、无环连通的原则,适用于网络拓扑分析、最短路径规划等场景。
- 选择起始顶点:从图中任选一个顶点(如V1)作为根节点,初始化队列并标记为已访问。
- 层级遍历:将根节点的所有未访问邻接顶点(如V2、V3)加入队列,依次连接为子节点,形成第一层。
- 迭代扩展:对队列中的顶点重复上述操作,每次处理一层,直到队列为空。若图为非连通图,需对每个连通分量单独执行BFS生成森林。
- 避免重复连接:仅连接未访问过的顶点,确保生成树无环且覆盖所有可达顶点。邻接表或邻接矩阵均可实现,但邻接表的遍历效率更高。
提示:实际应用中,可通过维护父节点数组记录连接关系,或使用可视化工具(如Graphviz)辅助绘制树形结构。注意同一图的BFS生成树可能因起始点或邻接表顺序不同而形态各异,但权值总和唯一。