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c++怎么实现深度优先搜索dfs_c++ 图的邻接表表示与递归遍历【案例】

尼克

尼克

发布时间:2026-01-07 18:40:02

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来源于php中文网

原创

邻接表用vector构建,外层索引为顶点编号,内层存邻居;无向图双向加边,有向图单向加边;dfs递归需含当前节点、visited数组和邻接表,缺visited将导致无限递归。

c++怎么实现深度优先搜索dfs_c++ 图的邻接表表示与递归遍历【案例】

邻接表怎么建:用 vector<vector>></vector> 最直接

图的邻接表本质是每个节点维护一个邻居列表。C++ 中最常用、最轻量的方式是 vector<vector>></vector>,外层索引代表顶点编号(0-based 或 1-based),内层 vector 存所有邻接点。

注意点:

  • 如果顶点数已知(比如 n 个),初始化时就预留空间:vector<vector>> graph(n);</vector>
  • 无向图要双向加边:graph[u].push_back(v); graph[v].push_back(u);
  • 有向图只加单向:graph[u].push_back(v);
  • 避免重复建边(除非题目允许重边),否则 DFS 可能误入环或多次访问同一节点

DFS 递归函数怎么写:三个核心要素缺一不可

标准 DFS 递归实现必须包含:当前节点、访问标记数组、邻接表。漏掉 visited 就会无限递归(尤其在有环图中)。

void dfs(int u, vector<bool>& visited, const vector<vector<int>>& graph) {
    visited[u] = true;
    // 处理当前节点(如输出、计数、存路径等)
    cout << u << " ";
    for (int v : graph[u]) {
        if (!visited[v]) {
            dfs(v, visited, graph);
        }
    }
}

常见错误:

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  • 忘记传 visited 引用,导致每次递归都是副本,标记无效
  • visited 声明在函数内部,每次调用都重置
  • 没检查 v 是否越界(尤其当邻接表里存了非法索引时)

从哪个点开始遍历:别默认只跑 dfs(0)

图不一定是连通的。只调用一次 dfs(0) 只能访问到 0 所在的连通分量。要遍历全图,必须对每个未访问节点启动 DFS:

vector<bool> visited(n, false);
for (int i = 0; i < n; ++i) {
    if (!visited[i]) {
        dfs(i, visited, graph);
        // 这里可加换行或分隔符,表示一个新连通分量
        cout << "\n";
    }
}

典型场景:

  • 求连通分量个数 → 统计外层循环中进入 dfs 的次数
  • 判断图是否连通 → 看最终 visited 是否全为 true
  • 重建森林结构 → 每次进入 dfs 对应一棵生成树的根

想记录路径或回溯怎么办:加参数 + 回退操作

如果需要输出某条从起点到终点的路径,或做路径相关决策(如找最短路、判断是否存在某约束路径),就得把当前路径存下来,并在递归返回时弹出栈顶:

void dfs_path(int u, int target, vector<bool>& visited,
               vector<int>& path, const vector<vector<int>>& graph) {
    visited[u] = true;
    path.push_back(u);
    if (u == target) {
        // 找到目标,可打印或保存 path
        for (int x : path) cout << x << " ";
        cout << "\n";
    } else {
        for (int v : graph[u]) {
            if (!visited[v]) {
                dfs_path(v, target, visited, path, graph);
            }
        }
    }
    path.pop_back(); // 关键:回溯,恢复现场
    visited[u] = false; // 若允许多次经过同一节点(如带权图枚举所有路径),需取消注释
}

容易被忽略的细节:

  • path.pop_back() 必须放在递归调用之后、函数返回之前,否则路径残留
  • 若题目不允许重复访问节点(大多数 DFS 遍历题),visited[u] = false 不该恢复;只有明确要求“路径可重用节点”时才放开
  • 路径过长时,vector<int>& path</int> 传引用避免拷贝开销
实际写的时候,先确认图是否有向、是否带权、是否连通,再决定要不要多起点遍历、要不要回溯、要不要传额外状态。邻接表和 DFS 本身不复杂,错就错在边界和意图没对齐。

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