无法找出 BFS 中的错误答案

【问题标题】：Unable to figure out the bug in BFS无法找出 BFS 中的错误
【发布时间】：2020-08-06 07:03:52
【问题描述】：

我已经编写了两个版本的 BFS，但是其中一个有错误并且不会导致正确的结果。但我无法弄清楚错误是什么。

正确版本：

def find_all_distances(self, start_node):
    distance = {}
    marked = {}
    marked[start_node] = True
    distance[start_node] = 0
    queue = [start_node]
    while queue:
        node = queue.pop(0)
        for adj_node in self.adj[node]:
            if adj_node not in marked:
                marked[adj_node] = True
                distance[adj_node] = distance[node] + 6
                queue.append(adj_node)

越野车版本：

def find_all_distances(self, start_node):
    distance = {}
    marked = {}
    queue = [(start_node, 0)]
    while queue:
        node, dist = queue.pop(0)
        marked[node] = True
        distance[node] = dist
        for adj_node in self.adj[node]:
            if adj_node not in marked:
                queue.append((adj_node, dist + 6))

对我来说唯一明显的区别是我们标记访问的时间 - 在添加到队列之前或从队列中弹出之后。为什么会影响结果？

【问题讨论】：

标签： algorithm debugging graph breadth-first-search

【解决方案1】：

由于Buggy版本导致同类节点访问两次以上，示例：

假设你从 A 开始：

迭代 1：

队列 Q = [A]

标记 = {}

迭代 2：

节点弹出：A

队列 Q = [B]

标记 = {A:True}

迭代 3：

节点弹出：B

队列 Q = [C,D]

标记 = {A:True,B:True}

迭代 4：

节点弹出：C

队列 = [D,D]

标记 = {A:True,B:True,C:True}

看看发生了什么在第 4 次迭代中，节点 D 访问了两次...因为您在弹出后标记节点。

【讨论】：

【解决方案2】：

顺便说一句，pop(0) 的复杂度为 O(n)。不建议使用 Python 列表作为队列。请改用collections.deque。

【讨论】：