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C++怎么实现DFS遍历_C++深度优先教程【递归】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-19 16:44:06

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来源于php中文网

原创

dfs递归必须用visited标记避免无限循环,树可省略但图必加;标记需在函数首行完成,引用传参邻接表,终止条件和边界检查须严格匹配数据范围。

c++怎么实现dfs遍历_c++深度优先教程【递归】

DFS递归实现必须处理访问标记

不加访问标记的 dfs 在图中会无限循环,哪怕只是无向图的两个节点互相连通也会栈溢出。树结构可以省略,但只要输入可能是图(比如邻接表存的网格、社交关系),就必须用 visited 数组或集合。

常见错误现象:std::stack_overflow 或程序卡死;调试时发现同一节点被反复进入 dfs 函数多次。

  • visited 类型选 std::vector<bool></bool>(下标连续)或 std::unordered_set<int></int>(节点编号稀疏)
  • 标记时机必须在进入函数**第一行**就设为 true,不能放在循环里或递归调用后
  • 回溯场景(如求所有路径)需要在递归返回后重置 visited[i] = false;单纯遍历则不需要

邻接表传参别用值传递

std::vector<:vector>></:vector> 邻接表以值方式传进 dfs,每次递归都拷贝整个图结构,时间和内存直接爆炸。C++ 默认按值传递对象,这点和 Python 不同,容易误踩。

使用场景:图规模稍大(边数 > 1e4)就会明显变慢,Clang/GCC 甚至可能触发编译器优化警告。

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  • 统一用 const std::vector<:vector>>& graph</:vector> 引用传参
  • 如果函数内要修改图(极少见),改用 std::vector<:vector>>&</:vector>,但需明确文档说明副作用
  • 不要为了“看起来安全”而用 std::shared_ptr 包一层——增加间接访问开销,且无必要

递归终止条件不止是“空节点”

写成 if (!node) return; 只适用于指针树;对索引建模的图或数组树,终止条件得看数据范围和边界检查。

参数差异:节点编号从 0 还是 1 开始?图大小是 n 还是动态算出来的?这些直接影响 if (u = n) 这类判断是否漏边。

  • std::vector 存节点时,下标合法范围是 [0, graph.size()),不是 [1, graph.size()]
  • 网格类 DFS(如岛屿数量)要同时检查 xy 是否越界,别只判一个维度
  • 遇到 std::out_of_range 错误,大概率是这里没兜住非法索引

避免隐式类型转换导致的栈爆炸

int 节点 ID 传给期望 size_t 的容器下标操作,一旦传入负值(比如初始化错写成 -1),会被转成极大正数,触发越界访问或无限递归。

性能影响:这类 bug 往往不报错,而是静默读到野内存,行为不可预测;ASan 可捕获,但线上环境难复现。

  • 统一用有符号整型(int)处理节点 ID,除非你明确需要 >2G 的节点数
  • 访问 vector 前先断言:assert(u >= 0 && u
  • 禁用 -Wsign-conversion 编译选项是掩耳盗铃,不如写清楚类型意图

最麻烦的不是写错逻辑,而是图结构本身带环、不连通、含孤立点——这些情况不会报错,但会让 DFS 结果不全。动手前先用小样例手画调用栈,比加十个断点更管用。

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