java搜索无向图中两点之间所有路径的算法

这篇文章主要介绍了java搜索无向图中两点之间所有路径的算法

参考 java查找无向连通图中两点间所有路径的算法，对代码进行了部分修改，并编写了测试用例。

算法要求：

1. 在一个无向连通图中求出两个给定点之间的所有路径；
2. 在所得路径上不能含有环路或重复的点；

算法思想描述：

1. 整理节点间的关系，为每个节点建立一个集合，该集合中保存所有与该节点直接相连的节点（不包括该节点自身）；

2. 定义两点一个为起始节点，另一个为终点，求解两者之间的所有路径的问题可以被分解为如下所述的子问题：对每一个与起始节点直接相连的节点，求解它到终点的所有路径（路径上不包括起始节点）得到一个路径集合，将这些路径集合相加就可以得到起始节点到终点的所有路径；依次类推就可以应用递归的思想，层层递归直到终点，若发现希望得到的一条路径，则转储并打印输出；若发现环路，或发现死路，则停止寻路并返回；

3. 用栈保存当前已经寻到的路径（不是完整路径）上的节点，在每一次寻到完整路径时弹出栈顶节点；而在遇到从栈顶节点无法继续向下寻路时也弹出该栈顶节点，从而实现回溯。

实现代码

1.Node.java

 import java.util.ArrayList; /* 表示一个节点以及和这个节点相连的所有节点 */ public class Node { public String name = null; public ArrayList relationNodes = new ArrayList(); public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public ArrayList getRelationNodes() { return relationNodes; } public void setRelationNodes(ArrayList relationNodes) { this.relationNodes = relationNodes; } }

2.test.java

 import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.Stack; public class test { /* 临时保存路径节点的栈 */ public static Stack stack = new Stack(); /* 存储路径的集合 */ public static ArrayList sers = new ArrayList(); /* 判断节点是否在栈中 */ public static boolean isNodeInStack(Node node) { Iterator it = stack.iterator(); while (it.hasNext()) { Node node1 = (Node) it.next(); if (node == node1) return true; } return false; } /* 此时栈中的节点组成一条所求路径，转储并打印输出 */ public static void showAndSavePath() { Object[] o = stack.toArray(); for (int i = 0; i "); else System.out.print(nNode.getName()); } sers.add(o); /* 转储 */ System.out.println("\n"); } /* * 寻找路径的方法 * cNode: 当前的起始节点currentNode * pNode: 当前起始节点的上一节点previousNode * sNode: 最初的起始节点startNode * eNode: 终点endNode */ public static boolean getPaths(Node cNode, Node pNode, Node sNode, Node eNode) { Node nNode = null; /* 如果符合条件判断说明出现环路，不能再顺着该路径继续寻路，返回false */ if (cNode != null && pNode != null && cNode == pNode) return false; if (cNode != null) { int i = 0; /* 起始节点入栈 */ stack.push(cNode); /* 如果该起始节点就是终点，说明找到一条路径 */ if (cNode == eNode) { /* 转储并打印输出该路径，返回true */ showAndSavePath(); return true; } /* 如果不是,继续寻路 */ else { /* * 从与当前起始节点cNode有连接关系的节点集中按顺序遍历得到一个节点 * 作为下一次递归寻路时的起始节点 */ nNode = cNode.getRelationNodes().get(i); while (nNode != null) { /* * 如果nNode是最初的起始节点或者nNode就是cNode的上一节点或者nNode已经在栈中 ， * 说明产生环路 ，应重新在与当前起始节点有连接关系的节点集中寻找nNode */ if (pNode != null && (nNode == sNode || nNode == pNode || isNodeInStack(nNode))) { i++; if (i >= cNode.getRelationNodes().size()) nNode = null; else nNode = cNode.getRelationNodes().get(i); continue; } /* 以nNode为新的起始节点，当前起始节点cNode为上一节点，递归调用寻路方法 */ if (getPaths(nNode, cNode, sNode, eNode))/* 递归调用 */ { /* 如果找到一条路径，则弹出栈顶节点 */ stack.pop(); } /* 继续在与cNode有连接关系的节点集中测试nNode */ i++; if (i >= cNode.getRelationNodes().size()) nNode = null; else nNode = cNode.getRelationNodes().get(i); } /* * 当遍历完所有与cNode有连接关系的节点后， * 说明在以cNode为起始节点到终点的路径已经全部找到 */ stack.pop(); return false; } } else return false; } public static void main(String[] args) { /* 定义节点关系 */ int nodeRalation[][] = { {1},  //0 {0,5,2,3},//1 {1,4}, //2 {1,4}, //3 {2,3,5}, //4 {1,4}  //5 }; /* 定义节点数组 */ Node[] node = new Node[nodeRalation.length]; for(int i=0;i List = new ArrayList(); for(int j=0;j

输出：