广度优先搜索(BFS)类似于树的层次遍历,是一种“地毯式”层层推进的搜索策略。
广度优先搜索从起始顶点出发,逐层访问相邻节点,确保先发现的节点先被探索。与树结构中的层次遍历(即按层级从根节点开始依次访问每一层的节点)高度相似,BFS利用队列的先入先出(FIFO)特性实现这一过程。它需标记已访问节点以避免重复,并通过回放机制依次处理每一层的邻接点,从而保证与起始点的最短路径优先被找到。
实现BFS时,队列作为核心数据结构,按顺序暂存待访问的节点,确保其邻接点按层级顺序入队。例如,在图中从节点A出发,先访问A的直接邻接节点B、C,随后将B、C的邻接节点(如D、E)存入队列并依次处理。这种层序访问方式与树的层次遍历(例如根→左→右的递归逻辑)逻辑一致,均以“层”为最小单位向外扩展。
BFS广泛应用于最短路径计算、连通性检测等场景,如社交网络中的关系扩散分析或地图导航中的两节点最短路线规划。理解其与树层次遍历的类比,能更直观地掌握BFS的核心思想和应用逻辑。