Поиск самого короткого пути

@СергейСереб · Регистрация: 19.09.2016

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Нужно найти самый короткий путь в дереве(количество элементов в пути).Пробовал через bfs. Как учитывать уровень волн, чтобы счетчик правильно работал?
Пока что уперся в то, что счетчик считает все добавляемые вершины.

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
public static int shortest(Tree root) {
        int counter = 0;
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        Queue<Tree> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            root = queue.poll();
            counter++;
            if (root.left == null) {
                break;
            } else {
                queue.add(root.left);
            }
            if (root.right == null) {
                break;
            } else {
                queue.add(root.right);
            }
        }
        return counter;
    }

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
public static class Tree {
        int value;
        Tree left;
        Tree right;
 
        public Tree(int value, Tree left, Tree right) {
            this.value = value;
            this.left = left;
            this.right = right;
        }
 
        @Override
        public String toString() {
            return String.valueOf(this.value);
        }
    }

Пробовал добавлять в очередь null после добавляемых вершин в волне - как маркер следующей волны, но что-то не очень получилось...
Или я вообще не в ту сторону копаю?

@Coffeini · 29.04.2021, 21:28

Ну вот это вроде бы работает:

Класс дерева

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
static class Tree {
        private int value;
        private ArrayList<Tree> links;
 
        public Tree(int value, Tree... trees) {
            this.value = value;
            links = new ArrayList<>();
            addAllTree(trees);
        }
 
        public void addTree(Tree tree) {
            links.add(tree);
        }
 
        public void addAllTree(Tree... trees) {
            links.addAll(Arrays.asList(trees));
        }
 
        public int getValue() {
            return value;
        }
 
        public void setValue(int value) {
            this.value = value;
        }
 
        public ArrayList<Tree> getLinks() {
            return links;
        }
 
        public void setLinks(ArrayList<Tree> links) {
            this.links = links;
        }
 
        @Override
        public String toString() {
            return String.valueOf(this.value);
        }
}

Алгоритм поиска

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
public static int shortest(Tree root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
 
        Queue<ArrayList<Tree>> queue = new ArrayDeque<>();
        ArrayList<Tree> links = new ArrayList<>(), buff;
        links.add(root);
        queue.add(links);
 
        int counter = 1;
        mainLoop:
        while (!queue.isEmpty()) {
            links = queue.poll();
            buff = new ArrayList<>();
            for (Tree tree : links) {
                if (tree.getLinks().size() == 0) {
                    break mainLoop;
                }
                buff.addAll(tree.getLinks());
            }
            queue.add(buff);
            ++counter;
        }
 
        return counter;
}

Тест

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
public static void main(String[] args) {
        Tree root = new Tree(1,
                new Tree(2, new Tree(1, new Tree(2, new Tree(1)))),
                new Tree(3, new Tree(2, new Tree(1))),
                new Tree(2, new Tree(1), new Tree(2, new Tree(1))),
                new Tree(2, new Tree(1, new Tree(2, new Tree(1), new Tree(2, new Tree(1)))))
        );
        System.out.println(shortest(root));
}

Code
1
3

Добавлено через 27 минут
Поисковик выше "упаковывает" деревья в ArrayList, что очень не оптимизировано, но имхо красивее.
Вот алгоритм основанный на идее сепараторов:

Алгоритм поиска №2

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
public static int shortest(Tree root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
 
        Queue<Tree> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(null);
        int counter = 1;
        while (!queue.isEmpty()) {
            if (root != null) {
                if (root.getLinks().size() == 0) {
                    break;
                }
                queue.addAll(root.getLinks());
            } else {
                ++counter;
                queue.add(null);
            }
            root = queue.poll();
        }
 
        return counter;
}

@СергейСереб · 05.05.2021, 17:48 **[ТС]**

Дошли руки до компьютера... Сделал еще один вариант, как по мне - еще проще - без сепараторов, без списков. Единственное, нужно в классе дерева внести еще одно поле, отвечающее за расстояние. Может кому пригодится:

Кликните здесь для просмотра всего текста

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
public static int shortestPath(Tree root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        Queue<Tree> queue = new LinkedList<>();
        root.dist = 1;
        int finalDist = 0;
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            root = queue.poll();
            Tree left = root.left;
            Tree right = root.right;
            if (left == null && right == null) {
                finalDist = root.dist;
                break;
            }
            if (left != null) {
                left.dist = root.dist + 1;
                queue.add(left);
            }
            if (right != null) {
                right.dist = root.dist + 1;
                queue.add(right);
            }
        }
        return finalDist;
    }

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
SDL3 для Web (WebAssembly): Реализация движения на Box2D v3 - трение и коллизии с повёрнутыми стенами 8Observer8 20.02.2026 Содержание блога Box2D позволяет легко создать главного героя, который не проходит сквозь стены и перемещается с заданным трением о препятствия, которые можно располагать под углом, как верхнее. . .	Конвертировать закладки radiotray-ng в m3u-плейлист damix 19.02.2026 Это можно сделать скриптом для PowerShell. Использование . \СonvertRadiotrayToM3U. ps1 <path_to_bookmarks. json> Рядом с файлом bookmarks. json появится файл bookmarks. m3u с результатом. # Check if. . .	Семь CDC на одном интерфейсе: 5 U[S]ARTов, 1 CAN и 1 SSI Eddy_Em 18.02.2026 Постепенно допиливаю свою "многоинтерфейсную плату". Выглядит вот так: https:/ / www. cyberforum. ru/ blog_attachment. php?attachmentid=11617&stc=1&d=1771445347 Основана на STM32F303RBT6. На борту пять. . .	Камера Toupcam IUA500KMA Eddy_Em 12.02.2026 Т. к. у всяких "хикроботов" слишком уж мелкий пиксель, для подсмотра в ESPriF они вообще плохо годятся: уже 14 величину можно рассмотреть еле-еле лишь на экспозициях под 3 секунды (а то и больше),. . .
И ясному Солнцу zbw 12.02.2026 И ясному Солнцу, и светлой Луне. В мире покоя нет и люди не могут жить в тишине. А жить им немного лет.	«Знание-Сила» zbw 12.02.2026 «Знание-Сила» «Время-Деньги» «Деньги -Пуля»	SDL3 для Web (WebAssembly): Подключение Box2D v3, физика и отрисовка коллайдеров 8Observer8 12.02.2026 Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами и вызывать обработчики событий столкновения. . . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Загрузка PNG с прозрачным фоном с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image) 8Observer8 11.02.2026 Содержание блога Библиотека SDL3 содержит встроенные инструменты для базовой работы с изображениями - без использования библиотеки SDL3_image. Пошагово создадим проект для загрузки изображения. . .

Поиск самого короткого пути

Решение