使用DFS检查图是否为二分图的Go语言程序


深度优先搜索(DFS)算法是一种经典的用于遍历和搜索图的算法。在本文中,我们将学习如何开发一个Go语言程序,使用DFS检查图是否为二分图。这里我们将使用两种不同的方法来实现结果。

语法

func len(v Type) int

len() 函数用于获取任何参数的长度。它接受一个参数作为我们要查找长度的数据类型变量,并返回一个整数值,即变量的长度。

算法

  • 首先,我们需要导入fmt包。然后创建一个isBipare()函数。在函数内部,初始化一个大小为n的布尔数组visited来跟踪已访问的顶点,以及一个大小为n的整数数组colors来存储顶点的颜色。

  • 接下来,创建一个DFS函数来遍历图。此函数接受两个参数,即当前节点和该节点的颜色。

  • 在此函数中,遍历当前节点的所有邻居。如果一个邻居未被访问,则递归调用DFS函数,将邻居作为当前节点,并将相反的颜色(1-color)作为输入颜色。

  • 如果递归调用返回false,则图不是二分图,因此返回false。

  • 遍历图中所有未访问的顶点。对于每个未访问的顶点,使用该顶点作为当前节点和颜色0或1调用DFS函数。

  • 现在,开始main()函数。在此函数内部,初始化图的顶点并在屏幕上打印它们。

  • 接下来,通过将图作为参数传递给函数来调用isBipartite()函数,并将结果存储在一个变量中。

  • 使用fmt.Println()在屏幕上打印变量中获得的结果。

示例1

在此示例中,我们将编写一个Go语言程序,使用2色着色方法来检查图是否为二分图。在2色着色方法中,我们将两种颜色分配给图的顶点,然后我们使用DFS遍历图,并为每个顶点分配与其父顶点相反的颜色。

package main

import "fmt"

func isBipartite(graph [][]int) bool {
   n := len(graph)
   colors := make([]int, n)
   visited := make([]bool, n)

   var dfs func(int, int) bool
   dfs = func(node int, color int) bool {
      visited[node] = true
      colors[node] = color

      for _, neighbor := range graph[node] {
         if !visited[neighbor] {
            if !dfs(neighbor, 1-color) {
               return false
            }
         } else if colors[neighbor] == colors[node] {
            return false
         }
      }
      return true
   }
   for i := 0; i < n; i++ {
      if !visited[i] {
         if !dfs(i, 0) {
            return false
         }
      }
   }
   return true
}

func main() {
   graph1 := [][]int{{1, 3}, {0, 2}, {1, 3}, {0, 2}}
   fmt.Println("The given graph vertices are:", graph1)
   var result bool = isBipartite(graph1)
   if result {
      fmt.Println("The given graph is bipartite")
   } else {
      fmt.Println("The given graph is not bipartite")
   }
   fmt.Println()
   graph2 := [][]int{{1, 2, 3}, {0, 2}, {1, 3}, {0, 2}}
   fmt.Println("The given graph vertices are:", graph2)
   result = isBipartite(graph2)
   if result {
      fmt.Println("The given graph is bipartite")
   } else {
      fmt.Println("The given graph is not bipartite")
   }
}

输出

The given graph vertices are: [[1 3] [0 2] [1 3] [0 2]]
The given graph is bipartite

The given graph vertices are: [[1 2 3] [0 2] [1 3] [0 2]]
The given graph is not bipartite

示例2

在此方法中,我们不使用两种颜色,而是为每个顶点分配一个布尔值,以指示它属于二分图的一部分还是另一部分。

package main

import "fmt"

func isBipartite(graph [][]int) bool {
   n := len(graph)

   colors := make([]int, n)
   for i := range colors {
      colors[i] = -1
   }

   for i := 0; i < n; i++ {
      if colors[i] == -1 {
         if !colorGraph(graph, colors, i, 0) {
            return false
         }
      }
   }

   return true
}

func colorGraph(graph [][]int, colors []int, curr int, color int) bool {
   colors[curr] = color

   for _, neighbor := range graph[curr] {
      if colors[neighbor] == -1 {
         if !colorGraph(graph, colors, neighbor, 1-color) {
            return false
         }
      } else if colors[neighbor] == color {
         return false
      }
   }
   return true
}

func main() {
   graph1 := [][]int{{1, 3}, {0, 2}, {1, 3}, {0, 2}}
   fmt.Println("The given graph vertices are:", graph1)
   var result bool = isBipartite(graph1)
   if result {
      fmt.Println("The given graph is bipartite")
   } else {
      fmt.Println("The given graph is not bipartite")
   }
   fmt.Println()
   graph2 := [][]int{{1, 2, 3}, {0, 2}, {1, 3}, {0, 2}}
   fmt.Println("The given graph vertices are:", graph2)
   result = isBipartite(graph2)
   if result {
      fmt.Println("The given graph is bipartite")
   } else {
      fmt.Println("The given graph is not bipartite")
   }
}

输出

The given graph vertices are: [[1 3] [0 2] [1 3] [0 2]]
The given graph is bipartite

The given graph vertices are: [[1 2 3] [0 2] [1 3] [0 2]]
The given graph is not bipartite

结论

我们已经成功编译并执行了一个Go语言程序来检查图是否为二分图,并附带了示例。这里我们使用了两个示例。在第一个示例中,我们使用2色着色方法,而在第二个程序中,我们使用布尔着色方法来实现结果。

更新于: 2023年4月5日

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