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深度优先搜索中的跟踪和返回路径

algorithm

所以我有一个问题,我想使用深度优先搜索来解决,返回DFS找到的第一个路径。这是我的(不完整的)DFS函数:

    start = problem.getStartState()
    stack = Stack()
    visited = []
    stack.push(start)
    if problem.isGoalState(problem.getStartState):
        return something
    while stack:
        parent = stack.pop()
        if parent in visited: continue
        if problem.isGoalState(parent):
            return something
        visited.append(parent)
        children = problem.getSuccessors(parent)
        for child in children:
            stack.push(child[0])

startState和goalState变量只是x,y坐标的元组。问题是一类具有多种方法的类。这里重要的是getSuccessors(它以3个项目元组的列表的形式返回给定状态的子级。尽管如此,对于问题的这一部分,只有元组的第一个元素(child
[0]),以x,y坐标返回孩子的状态,这很重要)和isGoalState(提供目标状态的x,y坐标)。

因此,我认为(在这一点上很难测试),认为该功能在适当实现其他所有功能后,一旦达到目标状态便会返回。如果我缺少什么,请告诉我。但是,我最大的问题是返回什么。我希望它按从头到尾的顺序输出到达目标状态所需的所有状态的列表。似乎不简单地返回我的堆栈就能解决问题,因为该堆栈将包含许多未访问的子代。我的访问列表也不会产生任何有用的信息,因为可以想象,我可能到达死胡同,不得不回溯,但访问列表中仍然有死胡同的元组。我将如何获得我想要的清单?


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2020-07-28

共1个答案

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没错,您不能简单地返回堆栈,它确实包含许多未访问的节点。

但是,通过维护map(字典):map:Vertex->Vertex这样parentMap[v] = the vertex we used to discover v,您可以得到自己的路径。

您需要做的修改几乎是在for循环中:

    for child in children:
        stack.push(child[0])
        parentMap[child] = parent #this line was added

稍后,当您找到目标时,可以获取从源到目标的路径(伪代码):

curr = target
while (curr != None):
  print curr
  curr = parentMap[curr]

请注意,顺序将颠倒,可以通过将所有元素压入堆栈然后打印来解决。

我曾经回答过一个类似的(尽管不是完全相同的IMO)问题,关于在此线程中查找BFS中的实际路径

另一种解决方案是使用DFS的递归版本,而不是迭代+堆栈,一旦找到目标current,则将递归中的所有节点都打印回来-
但是此解决方案需要将算法重新设计为递归。


PS请注意,visited如果图形包含无限分支,则DFS可能无法找到到目标的路径(即使保持一组)。
如果您想要一个完整的算法(如果有的话,总是找到一个解决方案)和最优的(找到最短路径)算法-
如果您有启发式功能,则可能要使用BFS迭代加深DFS甚至A *算法

2020-07-28