深度优先搜索(Depth First Search,简称DFS)是一种图遍历算法,其核心思想是沿着路径深入访问每个节点,直到无法再深入为止。DFS通常用于图和树的遍历,并且在寻找路径、判断连通性以及计算生成树等问题中具有广泛应用。
DFS的基本过程可以概括为:从一个起始节点开始,首先访问该节点并将其标记为已访问,然后检查其未访问的邻接节点。如果存在未访问的邻接节点,则将其设为新的当前节点并重复上述操作;如果没有未访问的邻接节点,则回溯至上一个节点继续探索其他路径,直到所有可能的路径都被遍历完。
DFS可以通过递归或栈的方式实现。递归实现中,每次选择一个未访问的邻接节点作为新的当前节点,递归地进行DFS;非递归实现则使用栈数据结构来模拟递归过程,遵循后进先出(LIFO)原则。
DFS的一个重要特性是每个节点只能被访问一次,这使得它在处理大规模图时能够有效地避免重复计算。此外,DFS的时间复杂度为O(|V|+|E|),其中|V|是顶点数,|E|是边数。
DFS在实际应用中非常广泛,例如在迷宫求解、拓扑排序、连通性检测等场景中都能发挥重要作用。
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