package cn.xf.algorithm.ch03;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Iterator;
import java.util.Queue;

import org.junit.Test;

/**
 * 
 * 功能：廣度優先遍歷
 * @author xiaofeng
 * @date 2017年5月21日
 * @fileName BFS.java
 *
 */
public class BFS {

	public void breadthFirstSearch(int graph[][], char points[], int marks[]) {
		//初始化所有標記
		for(int i = 0; i < marks.length; ++i) {
			marks[i] = 0;
		}
		//遍歷所有節點
		for(int i = 0; i < points.length; ++i) {
			//判斷是否已經遍歷被標記，如果沒有，就作為一個新的樹的起始節點
			if(marks[i] == 0) {
				//沒有被標記
				StringBuilder paths = new StringBuilder(points[i] + "");
				//開始廣度遍歷
				marks[i] = 1;
				bfsc(graph, points, marks, i, paths);
				System.out.println(paths.toString());
			}
		}
	}
	
	/**
	 * 廣度優先遍歷一顆樹
	 * @param graph
	 * @param points
	 * @param marks
	 * @param firstIndex
	 * @param paths
	 */
	public void bfsc(int graph[][], char points[], int marks[], int firstIndex, StringBuilder paths) {
		//創建隊列，存放當前節點的所有子女節點,索引
		Queue queue = new ArrayDeque<Integer>();
		queue.add(firstIndex);
		//下層的子女節點的所有集合
		//遍歷隊列,並且把下級子節點添加到新隊列中，等待下次遍歷
		//只要隊列不為空，就不點遍歷，到葉子節點
		while(!queue.isEmpty()) {
			//取出當前的前向節點，遍歷其下所有子女節點,隊列中有數據
			//獲取並移除此雙端隊列所表示的隊列的頭
			int temp = (Integer) queue.poll();	//獲取隊列頭
			//獲取其後面的可達節點
			for(int i = 0; i < points.length; ++i) {
				int arrayNum = graph[temp][i];	//是否可達，並且還要判斷是否已經被標記
				if(marks[i] == 0 && arrayNum != 0) {
					//如果這個節點可達並且沒有被標記，就把這個節點添加到隊列中
					paths.append(" => " + points[i]);
					marks[i] = 1; //從新標記節點
					queue.add(i);
				}
			}
		}
	}
	
	@Test
	public void test1() {
		BFS bfs = new BFS();
		//a,b,c,d,e,f,g,h,i,j一共10個節點，兩顆樹
		//以下是矩陣圖，0表示不相連，1表示相連，節點本身自己到自己為0
		int graph[][] = {
			//   a,b,c,d,e,f,g,h,i,j
				{0,0,1,1,1,0,0,0,0,0},  //a 到其他節點
				{0,0,0,0,1,1,0,0,0,0},	//b 到其他節點
				{1,0,0,1,0,1,0,0,0,0},	//c 到其他節點
				{1,0,1,0,0,0,0,0,0,0},	//d 到其他節點
				{1,1,0,0,0,1,0,0,0,0},	//e 到其他節點
				{0,1,1,0,1,0,0,0,0,0},	//f 到其他節點
				{0,0,0,0,0,0,0,1,0,1},	//g 到其他節點
				{0,0,0,0,0,0,1,0,1,0},	//h 到其他節點
				{0,0,0,0,0,0,0,1,0,1},	//i 到其他節點
				{0,0,0,0,0,0,1,0,1,0}	//j 到其他節點
		};
		char points[] = {‘A‘, ‘B‘, ‘C‘, ‘D‘, ‘E‘, ‘F‘, ‘G‘, ‘H‘, ‘I‘, ‘J‘};
		int marks[] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
		bfs.breadthFirstSearch(graph, points, marks);
	}
}

結果：

【算法設計與分析基礎】11、廣度優先遍歷