BFS 實現 C++

Question

我試圖使用 Vertex 類和 BFS 類來實現 BFS，因為我想學習類的實現以及算法。

頂點.h

#ifndef vertex_H_
#define vertex_H_
#include<vector>


class Vertex{

    private:
         int _data;
         bool _visited;
         std::vector<Vertex> _neighbours;

    public:
         Vertex(int data);
         Vertex();
         void setData(int data);
         int getData();
         bool isVisited();
         void setVisited(bool visited);
         std::vector<Vertex> getNeighbours();
         void setNeighbours(std::vector<Vertex>& neighbours);
         void addNeighbourVertex(Vertex& vertex);
         ~Vertex();
};

#endif  

頂點.cpp

#include "vertex.h"


Vertex::Vertex(int data):_data(data){}
Vertex::Vertex(){}
Vertex::~Vertex(){}

void Vertex::setData(int data){
    _data = data;
}


int Vertex::getData(){
    return _data;
}

void Vertex::setVisited(bool visited){
    _visited=visited;
}

bool Vertex::isVisited(){
    return _visited;
}

std::vector<Vertex> Vertex::getNeighbours(){
    return _neighbours;
}

void Vertex::setNeighbours(std::vector<Vertex>& neighbours){
    _neighbours = neighbours;
}

void Vertex::addNeighbourVertex(Vertex& vertex){
    _neighbours.push_back(vertex); 
}

BFS.h

#ifndef BFS_H_
#define BFS_H_
#include "vertex.h"

class BFS{
    public:
        void bfs(Vertex& root);
        
};

#endif

BFS文件

#include<iostream>
#include<vector>
#include"vertex.h"
#include<deque>
#include"BFS.h"

void BFS::bfs(Vertex& root)
{  
    std::deque<Vertex> Q;
    root.setVisited(true);
    Q.push_back(root);

    while(!Q.empty())
    {
        Vertex select_node = Q.front();
        Q.pop_front();
        std::cout<<select_node.getData()<<" "<<std::endl;
        for(Vertex node : select_node.getNeighbours())
        {
            if (!node.isVisited())
            {
                node.setVisited(true);
                Q.push_back(node);
            }
        }
        
    }
}

應用程序.cpp

#include<iostream>
#include "BFS.h"
#include "vertex.h"


int main(){

    BFS bfs;

    Vertex v1(1);
    Vertex v2(2);
    Vertex v3(3);
    Vertex v4(4);
    Vertex v5(5);

    v1.addNeighbourVertex(v2);
    v1.addNeighbourVertex(v4);
    v4.addNeighbourVertex(v5);
    v2.addNeighbourVertex(v3);

    bfs.bfs(v1);





    return 0;
}

• 頂點類的 getNeighbours 函數獲取特定頂點的相鄰頂點的向量。

我面臨的問題是我在 application.cpp 中定義的圖形。

頂點 1-> 頂點{2,4}

頂點 2-> 頂點{3}

頂點 3-> 頂點{2}

頂點 4-> 頂點{5}

頂點 5-> 頂點{4}

預期輸出為： 1 2 4 3 5

我的輸出：1 2 4

我真的很想得到一些幫助……有些東西我在這里看不到，因此沒有得到正確的輸出。

Answer 1

您正在使用Vertex容器。 考慮一下。 想想淺拷貝。

Vertex v1(1);
Vertex v2(2);
Vertex v3(3);
Vertex v4(4);
Vertex v5(5);

到現在為止還挺好。 您有 5 個頂點，每個頂點都沒有鄰居。

v1.addNeighbourVertex(v2);
v1.addNeighbourVertex(v4);

現在 v1 的_neighbours成員包含 v2 和 v4 的副本。

v4.addNeighbourVertex(v5);
v2.addNeighbourVertex(v3);

是的，很好，但是 v1 的_neighbours成員中包含的節點仍然是無鄰居的。

bfs.bfs(v1);

這使您可以搜索 v1 及其“鄰居”，即 v2 和 v4 的無鄰居副本：

1 2 4

如果您存儲指向頂點的指針，您的運氣會更好。

Answer 2

發生這種情況是因為您正在到處復制節點和向量。 這里的特殊問題是您創建了 v1 和 v2，然后通過將 v2 推送到 v1._neighbors 來將 v1 附加到 v2。 這是v2的副本，不是原版！ 然后你為 v2 設置鄰居，但你不是為 v1._neighbors 中的 v2 設置鄰居，而是為主中的 v2 設置鄰居。

最快的解決方案是在 main 中向上定義圖形。 但是更好的解決方案是傳遞指針而不是實際實例以避免復制，這會更改所有代碼。