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feat: Add glossary and description for "哈希集合" (#1310)
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cfc273783b
28 changed files with 36 additions and 31 deletions
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@ -12,7 +12,7 @@
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vector<Vertex *> graphBFS(GraphAdjList &graph, Vertex *startVet) {
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// 顶点遍历序列
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vector<Vertex *> res;
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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unordered_set<Vertex *> visited = {startVet};
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// 队列用于实现 BFS
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queue<Vertex *> que;
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@ -25,7 +25,7 @@ void dfs(GraphAdjList &graph, unordered_set<Vertex *> &visited, vector<Vertex *>
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vector<Vertex *> graphDFS(GraphAdjList &graph, Vertex *startVet) {
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// 顶点遍历序列
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vector<Vertex *> res;
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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unordered_set<Vertex *> visited;
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dfs(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@ -12,7 +12,7 @@ public class graph_bfs {
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List<Vertex> GraphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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HashSet<Vertex> visited = [startVet];
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// 队列用于实现 BFS
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Queue<Vertex> que = new();
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@ -26,7 +26,7 @@ public class graph_dfs {
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List<Vertex> GraphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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HashSet<Vertex> visited = [];
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DFS(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@ -14,7 +14,7 @@ List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = [];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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Set<Vertex> visited = {};
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visited.add(startVet);
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// 队列用于实现 BFS
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@ -30,7 +30,7 @@ void dfs(
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List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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List<Vertex> res = [];
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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Set<Vertex> visited = {};
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dfs(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@ -13,7 +13,7 @@ import (
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func graphBFS(g *graphAdjList, startVet Vertex) []Vertex {
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// 顶点遍历序列
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res := make([]Vertex, 0)
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited := make(map[Vertex]struct{})
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visited[startVet] = struct{}{}
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// 队列用于实现 BFS, 使用切片模拟队列
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@ -28,7 +28,7 @@ func dfs(g *graphAdjList, visited map[Vertex]struct{}, res *[]Vertex, vet Vertex
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func graphDFS(g *graphAdjList, startVet Vertex) []Vertex {
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// 顶点遍历序列
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res := make([]Vertex, 0)
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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||||
visited := make(map[Vertex]struct{})
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||||
dfs(g, visited, &res, startVet)
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// 返回顶点遍历序列
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@ -15,7 +15,7 @@ public class graph_bfs {
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static List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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// 顶点遍历序列
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||||
List<Vertex> res = new ArrayList<>();
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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||||
Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
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||||
visited.add(startVet);
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||||
// 队列用于实现 BFS
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@ -28,7 +28,7 @@ public class graph_dfs {
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static List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
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||||
// 顶点遍历序列
|
||||
List<Vertex> res = new ArrayList<>();
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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||||
Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
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dfs(graph, visited, res, startVet);
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return res;
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@ -12,7 +12,7 @@ const { Vertex } = require('../modules/Vertex');
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function graphBFS(graph, startVet) {
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// 顶点遍历序列
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||||
const res = [];
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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||||
const visited = new Set();
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visited.add(startVet);
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||||
// 队列用于实现 BFS
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@ -27,7 +27,7 @@ function dfs(graph, visited, res, vet) {
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function graphDFS(graph, startVet) {
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// 顶点遍历序列
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||||
const res = [];
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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||||
const visited = new Set();
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||||
dfs(graph, visited, res, startVet);
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||||
return res;
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@ -14,7 +14,7 @@ import java.util.*
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fun graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): MutableList<Vertex?> {
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// 顶点遍历序列
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||||
val res = mutableListOf<Vertex?>()
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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val visited = HashSet<Vertex>()
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visited.add(startVet)
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// 队列用于实现 BFS
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@ -31,7 +31,7 @@ fun dfs(
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fun graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex?): MutableList<Vertex?> {
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// 顶点遍历序列
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||||
val res = mutableListOf<Vertex?>()
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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||||
val visited = HashSet<Vertex?>()
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||||
dfs(graph, visited, res, startVet)
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return res
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@ -18,7 +18,7 @@ def graph_bfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> list[Vertex]:
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# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
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||||
# 顶点遍历序列
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res = []
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||||
# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
# 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited = set[Vertex]([start_vet])
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||||
# 队列用于实现 BFS
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que = deque[Vertex]([start_vet])
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@ -29,7 +29,7 @@ def graph_dfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> list[Vertex]:
|
|||
# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
|
||||
# 顶点遍历序列
|
||||
res = []
|
||||
# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
# 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
visited = set[Vertex]()
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||||
dfs(graph, visited, res, start_vet)
|
||||
return res
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@ -13,7 +13,7 @@ def graph_bfs(graph, start_vet)
|
|||
# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
|
||||
# 顶点遍历序列
|
||||
res = []
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||||
# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
# 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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||||
visited = Set.new([start_vet])
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||||
# 队列用于实现 BFS
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que = [start_vet]
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@ -25,7 +25,7 @@ def graph_dfs(graph, start_vet)
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|||
# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
|
||||
# 顶点遍历序列
|
||||
res = []
|
||||
# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
# 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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visited = Set.new
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dfs(graph, visited, res, start_vet)
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res
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@ -15,7 +15,7 @@ use std::collections::{HashSet, VecDeque};
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fn graph_bfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> Vec<Vertex> {
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// 顶点遍历序列
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let mut res = vec![];
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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let mut visited = HashSet::new();
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visited.insert(start_vet);
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// 队列用于实现 BFS
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@ -31,7 +31,7 @@ fn dfs(graph: &GraphAdjList, visited: &mut HashSet<Vertex>, res: &mut Vec<Vertex
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fn graph_dfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> Vec<Vertex> {
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||||
// 顶点遍历序列
|
||||
let mut res = vec![];
|
||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
let mut visited = HashSet::new();
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dfs(&graph, &mut visited, &mut res, start_vet);
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@ -12,7 +12,7 @@ import utils
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func graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex) -> [Vertex] {
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// 顶点遍历序列
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var res: [Vertex] = []
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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var visited: Set<Vertex> = [startVet]
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||||
// 队列用于实现 BFS
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var que: [Vertex] = [startVet]
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@ -26,7 +26,7 @@ func dfs(graph: GraphAdjList, visited: inout Set<Vertex>, res: inout [Vertex], v
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func graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex) -> [Vertex] {
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||||
// 顶点遍历序列
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||||
var res: [Vertex] = []
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// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
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||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
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var visited: Set<Vertex> = []
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dfs(graph: graph, visited: &visited, res: &res, vet: startVet)
|
||||
return res
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@ -12,7 +12,7 @@ import { Vertex } from '../modules/Vertex';
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function graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): Vertex[] {
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||||
// 顶点遍历序列
|
||||
const res: Vertex[] = [];
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||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
const visited: Set<Vertex> = new Set();
|
||||
visited.add(startVet);
|
||||
// 队列用于实现 BFS
|
||||
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|
|
@ -31,7 +31,7 @@ function dfs(
|
|||
function graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): Vertex[] {
|
||||
// 顶点遍历序列
|
||||
const res: Vertex[] = [];
|
||||
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
// 哈希集合,用于记录已被访问过的顶点
|
||||
const visited: Set<Vertex> = new Set();
|
||||
dfs(graph, visited, res, startVet);
|
||||
return res;
|
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@ -50,6 +50,7 @@
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| front of the queue | 队首 | 佇列首 |
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| rear of the queue | 队尾 | 佇列尾 |
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| hash table | 哈希表 | 雜湊表 |
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| hash set | 哈希集合 | 雜湊集合 |
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| bucket | 桶 | 桶 |
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| hash function | 哈希函数 | 雜湊函式 |
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| hash collision | 哈希冲突 | 雜湊衝突 |
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@ -59,7 +59,7 @@
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![重复排列](permutations_problem.assets/permutations_ii.png)
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那么如何去除重复的排列呢?最直接地,考虑借助一个哈希表,直接对排列结果进行去重。然而这样做不够优雅,**因为生成重复排列的搜索分支没有必要,应当提前识别并剪枝**,这样可以进一步提升算法效率。
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||||
那么如何去除重复的排列呢?最直接地,考虑借助一个哈希集合,直接对排列结果进行去重。然而这样做不够优雅,**因为生成重复排列的搜索分支没有必要,应当提前识别并剪枝**,这样可以进一步提升算法效率。
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### 相等元素剪枝
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@ -73,7 +73,7 @@
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### 代码实现
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在上一题的代码的基础上,我们考虑在每一轮选择中开启一个哈希表 `duplicated` ,用于记录该轮中已经尝试过的元素,并将重复元素剪枝:
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在上一题的代码的基础上,我们考虑在每一轮选择中开启一个哈希集合 `duplicated` ,用于记录该轮中已经尝试过的元素,并将重复元素剪枝:
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```src
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[file]{permutations_ii}-[class]{}-[func]{permutations_ii}
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@ -7,7 +7,7 @@
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- 回溯问题通常包含多个约束条件,它们可用于实现剪枝操作。剪枝可以提前结束不必要的搜索分支,大幅提升搜索效率。
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- 回溯算法主要可用于解决搜索问题和约束满足问题。组合优化问题虽然可以用回溯算法解决,但往往存在效率更高或效果更好的解法。
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- 全排列问题旨在搜索给定集合元素的所有可能的排列。我们借助一个数组来记录每个元素是否被选择,剪掉重复选择同一元素的搜索分支,确保每个元素只被选择一次。
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||||
- 在全排列问题中,如果集合中存在重复元素,则最终结果会出现重复排列。我们需要约束相等元素在每轮中只能被选择一次,这通常借助一个哈希表来实现。
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||||
- 在全排列问题中,如果集合中存在重复元素,则最终结果会出现重复排列。我们需要约束相等元素在每轮中只能被选择一次,这通常借助一个哈希集合来实现。
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||||
- 子集和问题的目标是在给定集合中找到和为目标值的所有子集。集合不区分元素顺序,而搜索过程会输出所有顺序的结果,产生重复子集。我们在回溯前将数据进行排序,并设置一个变量来指示每一轮的遍历起始点,从而将生成重复子集的搜索分支进行剪枝。
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- 对于子集和问题,数组中的相等元素会产生重复集合。我们利用数组已排序的前置条件,通过判断相邻元素是否相等实现剪枝,从而确保相等元素在每轮中只能被选中一次。
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- $n$ 皇后问题旨在寻找将 $n$ 个皇后放置到 $n \times n$ 尺寸棋盘上的方案,要求所有皇后两两之间无法攻击对方。该问题的约束条件有行约束、列约束、主对角线和次对角线约束。为满足行约束,我们采用按行放置的策略,保证每一行放置一个皇后。
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@ -18,7 +18,11 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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2. 在循环的每轮迭代中,弹出队首顶点并记录访问,然后将该顶点的所有邻接顶点加入到队列尾部。
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3. 循环步骤 `2.` ,直到所有顶点被访问完毕后结束。
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为了防止重复遍历顶点,我们需要借助一个哈希表 `visited` 来记录哪些节点已被访问。
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为了防止重复遍历顶点,我们需要借助一个哈希集合 `visited` 来记录哪些节点已被访问。
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!!! tip
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哈希集合可以看作一个只存储 `key` 而不存储 `value` 的哈希表,它可以在 $O(1)$ 时间复杂度下进行 `key` 的增删查改操作。根据 `key` 的唯一性,哈希集合通常用于数据去重等场景。
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```src
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[file]{graph_bfs}-[class]{}-[func]{graph_bfs}
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@ -67,7 +71,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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**时间复杂度**:所有顶点都会入队并出队一次,使用 $O(|V|)$ 时间;在遍历邻接顶点的过程中,由于是无向图,因此所有边都会被访问 $2$ 次,使用 $O(2|E|)$ 时间;总体使用 $O(|V| + |E|)$ 时间。
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**空间复杂度**:列表 `res` ,哈希表 `visited` ,队列 `que` 中的顶点数量最多为 $|V|$ ,使用 $O(|V|)$ 空间。
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**空间复杂度**:列表 `res` ,哈希集合 `visited` ,队列 `que` 中的顶点数量最多为 $|V|$ ,使用 $O(|V|)$ 空间。
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## 深度优先遍历
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@ -77,7 +81,7 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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### 算法实现
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这种“走到尽头再返回”的算法范式通常基于递归来实现。与广度优先遍历类似,在深度优先遍历中,我们也需要借助一个哈希表 `visited` 来记录已被访问的顶点,以避免重复访问顶点。
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||||
这种“走到尽头再返回”的算法范式通常基于递归来实现。与广度优先遍历类似,在深度优先遍历中,我们也需要借助一个哈希集合 `visited` 来记录已被访问的顶点,以避免重复访问顶点。
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```src
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[file]{graph_dfs}-[class]{}-[func]{graph_dfs}
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@ -133,4 +137,4 @@ BFS 通常借助队列来实现,代码如下所示。队列具有“先入先
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**时间复杂度**:所有顶点都会被访问 $1$ 次,使用 $O(|V|)$ 时间;所有边都会被访问 $2$ 次,使用 $O(2|E|)$ 时间;总体使用 $O(|V| + |E|)$ 时间。
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**空间复杂度**:列表 `res` ,哈希表 `visited` 顶点数量最多为 $|V|$ ,递归深度最大为 $|V|$ ,因此使用 $O(|V|)$ 空间。
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**空间复杂度**:列表 `res` ,哈希集合 `visited` 顶点数量最多为 $|V|$ ,递归深度最大为 $|V|$ ,因此使用 $O(|V|)$ 空间。
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