DFS算法(深度优先搜索)是一种用于遍历或搜索树/图结构的经典算法,其核心特点是“一条路走到底”,通过递归或栈实现回溯。关键亮点包括:
- 纵深探索:优先访问深层节点,直到无路可走再回溯;
- 空间效率高:仅需存储当前路径,空间复杂度为O(h)(h为树高);
- 应用广泛:适用于路径查找、拓扑排序、连通性分析等场景。
分点解析
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算法原理
DFS从起点出发,选择一个相邻未访问的节点深入,重复此过程直至无未访问节点,然后回溯到上一个分叉点继续探索。递归实现简洁,显式栈可避免递归深度限制。 -
核心步骤
- 访问节点:标记当前节点为已访问;
- 递归邻接点:对未访问的邻接点递归调用DFS;
- 回溯:返回上一节点继续未完成的搜索。
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与BFS对比
DFS使用栈(后进先出),适合目标较深的场景;BFS用队列(先进先出),适合最短路径问题。DFS可能陷入无限循环(需记录已访问节点)。 -
典型应用
- 迷宫求解:标记路径并回溯排除死路;
- 拓扑排序:对有向无环图(DAG)进行线性排序;
- 连通分量检测:判断图中节点的连通性。
总结
DFS以“深度优先”策略高效探索复杂结构,适合需要全面遍历或路径存在的场景,但需注意处理环路和栈溢出问题。合理选择剪枝策略可进一步提升效率。