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BFS宽度优先搜索(新冠病毒的传播)

应该是我博客的第一篇广度优先搜索的算法了吧,之前题目都用的DFS,因为DFS确实比较熟练点,BFS虽然很久之前就知道他是怎么实现的但是没怎么自己真正实践过~~~而且以前一听队列就头大,不过最近这方面需求还挺大的-.-

了解下BFS

宽度优先搜索
(Breadth First Search)

宽度优先搜索算法(又称广度优先搜索)是最简便的图的搜索算法之一,这一算法也是很多重要的图的算法的原型。Dijkstra单源最短路径算法和Prim最小生成树算法都采用了和宽度优先搜索类似的思想。其别名又叫BFS,属于一种盲目搜寻法,目的是系统地展开并检查图中的所有节点,以找寻结果。换句话说,它并不考虑结果的可能位置,彻底地搜索整张图,直到找到结果为止。

简单的说应该就是,搜索当前可以到达的地方,压入队列,然后再取首元素,再查找,继续压入队列,与DFS有什么不同呢:把两个搜索比作探案,DFS就像是先摸着一个线索,然后深究到最后,如果不通再返回,查看有没有其他错过的东西,而BFS就像有逻辑的侦探,先找到能找到的所有线索,把它们收集起来,然后再一个个拨开,把它们后面的线索再收集起来。

在这里提供一个模板

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迷宫题型
void bfs(){
起点入队 //迷宫题用结构体存X,Y
while(队列不为空){
当前点 = queue.front(); //取出队首元素
for(四个方向){
xx=x+上下左右
yy=y+上下左右
if(判断X,y有无越界){
continue;
}
if(如果能走){
结构体 k;
queue.push(k);
标记
}
}
}
}

推荐

正月点灯笼:BFS讲解
如果有时间的话可以看下上面这个博主的视频,很久以前关注的,这个真的讲的很形象~~


来道例题

题目

最近新冠病毒疫情非常严重,由于我们国家采取了有力的措施,才没有使疫情进一步的扩大。今天,作为计算机专业的学生,我们来用程序模拟一下各种情况下的新冠病毒传播情况。现在给定一个n * m的网格,每个网格可以有以下三个值之一:
值 0 代表隔离带。
值 1 代表健康人群。
值 2 代表感染人群。
每天,任何与感染人群(在 4 个正方向上)相邻的健康人都会感染。如果遇到隔离带,病毒就会被阻断。
输出直到单元格中没有健康人为止所必须经过的最小天数。如果不可能所有人都被感染,输出 -1。

输入

测试数据由多组测试样例组成。第一行输入两个正整数 n ( 1 <= n <= 500 ) 和 m ( 1 <= m <= 500 ),
接下来输入n * m个数字,数字均由 0 , 1 ,2构成

输出

每组测试样例,输出直到单元格中没有健康人为止所必须经过的最小天数。如果不可能,输出 -1。

样例输入

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2 1 1
1 1 0
0 1 1
3 3
2 1 1
0 1 1
1 0 1
1 2
0 2

样例输出

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-1
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代码

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#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int dir[4][2]={0,1,1,0,-1,0,0,-1};
int Map[1000][1000];
int qx;
int qy;
int n,m,sum;
struct fun{
int x;
int y;
int t;
}great;
queue<fun> q;
void bfs(){
while(q.size()){
fun num= q.front(); //取出
if(num.t>sum)
sum=num.t;
q.pop();
for(int i=0;i<4;i++){
int xx=num.x+dir[i][0];
int yy=num.y+dir[i][1];
if(xx<0||xx>n||yy<0||yy>m){ //越界
continue;
}
if(Map[xx][yy]!=0&&Map[xx][yy]!=2){
fun k;
k.x=xx;
k.y=yy;
k.t=num.t+1;
q.push(k);
Map[xx][yy]=2;
}
}
}
}
int main(){
while(scanf("%d %d",&n,&m)!=EOF){
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<m;j++){
scanf("%d",&Map[i][j]);
if(Map[i][j]==2){
great.x=i; //当前坐标
great.y=j;
great.t=0;
q.push(great); //起始点压入
}
}
}
sum=0;
bfs();
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<m;j++){
if(Map[i][j]==1){
sum=-1;
}
}
}
printf("%d\n",sum);
}
return 0;
}