DFS处理无向图复杂性吗?

问题描述

当我们使用DFS遍历无向连通图并仅标记出在DFS期间行进的边时,我们最终得到 DFS树,该树基本上是一棵树,遍历一棵树需要O( v)复杂度,其中v是顶点数,那么为什么说复杂度为O(v + e)?

我知道这是一个菜鸟问题,但我很困惑。

解决方法

您可以通过边找到图的所有节点,因此时间复杂度取决于否。也是因为这也包含了O(e)。如果考虑完整图形,则TC将为O(V ^ 2)。

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考虑两个不同的图:

  1. 图的边比顶点多,例如connected graphminimum degree高。

    当DFS算法访问顶点时,它将必须遵循连接该顶点的每个边,并重复从相邻顶点进行的DFS遍历。当然,如果该邻居已经被访问过,则DFS算法将回溯,但是至少我们可以声明必须处理边缘。

    此过程将处理图形的所有边。因此,在这种情况下,我们可以说算法为 O(e)

  2. 图的边比顶点少的图,通常是不连续的图(在极端情况下,没有边)。

    当DFS算法访问了从顶点A开始的遍历可以到达的所有顶点时,它仍必须迭代其余顶点,以找到可能尚未访问的顶点。这些未观察到的顶点不属于同一connected component)。必须从那里开始另一个DFS遍历。

    这样处理所有 个顶点。因此,在这种情况下,该算法的时间复杂度为 O(v)

因此,一般而言,该算法具有 O(max(e,v))时间复杂度。您也可以说该算法必须访问所有边的所有顶点,因此该算法具有 O(e + v)时间复杂度。两者是等效的。

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DFS树是由您遍历的边组成的树。您确实只遍历了O(V)条边。但是,为了遍历边缘,您首先检查以检查边缘是否会导致您已经遇到的顶点。这意味着您检查的边多于遍历。实际上,您检查了O(E)条边。因此,总工作量为O(V+E)

注意:由于图形已连接,因此请确保E > V。在那种情况下,复杂度可以重写为O(E)