java - 如何列出无向图中从一个节点到另一个节点的所有路径？

Question

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编辑问题以包含 desired behavior, a specific problem or error, and the shortest code necessary to reproduce the problem 。这将有助于其他人回答问题。

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我有一个图，其节点具有以下结构:

Class Node:
   int source;
   int next;

所以，我有以下节点:[(1,2), (2,3), (3,4), (1,4)]

我想列出从 1 到 3 的所有可能路径，它将列出:[[(1,2),(2,3)],[(1,4),(4,3)]。

我正在尝试使用这段代码，但我遗漏了一些东西:

public List<Node> getNodeNeighbors(Node n) {
    List<Node> filteredNodes = new ArrayList<Node>();
    List<Node> allNodes = (List<Node>) nodesRepository.findAll();
    for (Node node: allNodes) {
        if (node.source == n.next) {
            filteredNodes.add(node);
        }
    }
    return filteredNodes;
}

public List<Node> bfs(Node n, String destinationNodeNumber, List<Node> path) {
        visitedX.add(n); //visitedX is a global List to control visited nodes
        path.add(n); //local path to be listed
        List<Node> neighbors = getNodeNeighbors(n); //function to get node neighbors
        if (n.next.equals(destinationNodeNumber)) {
            allPaths.add(paths); //all paths to be listed
            path.remove(n);
        }
        for (Node nNode: neighbors) {
            if(!visitedX.contains(nNode)) {
                bfs(nNode, destinationNodeNumber, path);
            }
        }
        return null;
    }

Answer 1

您的代码中有很多缺陷:

• 您的类名称 Node 具有误导性:Edge 是一个更好的名称，
• 方法getNodeNeighbors仅考虑每条边的一个方向
• aCompany 和 anotherCompany 字段是什么？我假设您指的是source 和next？
• 什么是类Contract？
• destinationNodeNumber 是一个String；它应该是一个int。
• visitedX 集可防止两条路径使用相同的边；您只需要确保一条边在单个路径中出现的次数不会超过一次。
• 您实际上实现了 DFS，而不是 BFS
• 您始终将相同的路径添加到allPaths；您应该复印一份。

这是一个类Edge:

public class Edge {
    final int source;
    final int next;

    Edge(int source, int next) {
        this.source = source;
        this.next = next;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "(" + source + "," + next + ')';
    }
}

然后是包含搜索算法的Graph类:

public class Graph {
    private final Iterable<Edge> allNodes;

    public Graph(Iterable<Edge> allNodes) {
        this.allNodes = allNodes;
    }

    public List<Edge> edgesFrom(int vertex) {
        List<Edge> filteredNodes = new ArrayList<Edge>();
        for (Edge node : allNodes) {
            if (node.source == vertex || node.next == vertex) {
                filteredNodes.add(node);
            }
        }
        return filteredNodes;
    }

    public List<List<Edge>> allPaths(int source, int dest) {
        List<Edge> path = new ArrayList<>();
        List<List<Edge>> allPaths = new ArrayList<>();
        for (Edge n: edgesFrom(source)) {
            searchPaths(n, source, dest, path, allPaths);
        }            
        return allPaths;
    }

    private void searchPaths(Edge n, int source, int dest, List<Edge> path,
            List<List<Edge>> allPaths) {
        path.add(n); //local path to be listed
        int next = n.source == source ? n.next : n.source;
        List<Edge> neighbors = edgesFrom(next); //function to get node neighbors
        if (next == dest) {
            allPaths.add(new ArrayList<>(path)); //all paths to be listed
        }
        for (Edge nNode : neighbors) {
            if (!path.contains(nNode)) {
                searchPaths(nNode, next, dest, path, allPaths);
            }
        }
        path.remove(n);
    }
}

这是使用这些类的示例:

Graph graph = new Graph(Arrays.asList(
        new Edge(1,2), new Edge(2,3), new Edge(3,4), new Edge(1,4)));
List<List<Edge>> allPaths = graph.allPaths(1,3);
for (List<Edge> path: allPaths) {
    System.out.println(path);
}