Визуализация широты первого и глубины первого поиска
В этом примере показано, как задать функцию, которая визуализирует результаты bfsearch и dfsearch путем подсветки узлов и ребер графика.
Создайте и постройте ориентированного графа.
s = [1 2 3 3 3 3 4 5 6 7 8 9 9 9 10]; t = [7 6 1 5 6 8 2 4 4 3 7 1 6 8 2]; G = digraph(s,t); plot(G)
Выполните поиск по глубине на графике. Задайте 'allevents' для возврата всех событий в алгоритме. Кроме того, задайте Restart как true чтобы убедиться, что поиск посещает каждый узел в графике.
T = dfsearch(G, 1, 'allevents', 'Restart', true)
T =
38x4 table
Event Node Edge EdgeIndex
________________ ____ __________ _________
startnode 1 NaN NaN NaN
discovernode 1 NaN NaN NaN
edgetonew NaN 1 7 1
discovernode 7 NaN NaN NaN
edgetonew NaN 7 3 10
discovernode 3 NaN NaN NaN
edgetodiscovered NaN 3 1 3
edgetonew NaN 3 5 4
discovernode 5 NaN NaN NaN
edgetonew NaN 5 4 8
discovernode 4 NaN NaN NaN
edgetonew NaN 4 2 7
discovernode 2 NaN NaN NaN
edgetonew NaN 2 6 2
discovernode 6 NaN NaN NaN
edgetodiscovered NaN 6 4 9
finishnode 6 NaN NaN NaN
finishnode 2 NaN NaN NaN
finishnode 4 NaN NaN NaN
finishnode 5 NaN NaN NaN
edgetofinished NaN 3 6 5
edgetonew NaN 3 8 6
discovernode 8 NaN NaN NaN
edgetodiscovered NaN 8 7 11
finishnode 8 NaN NaN NaN
finishnode 3 NaN NaN NaN
finishnode 7 NaN NaN NaN
finishnode 1 NaN NaN NaN
startnode 9 NaN NaN NaN
discovernode 9 NaN NaN NaN
edgetofinished NaN 9 1 12
edgetofinished NaN 9 6 13
edgetofinished NaN 9 8 14
finishnode 9 NaN NaN NaN
startnode 10 NaN NaN NaN
discovernode 10 NaN NaN NaN
edgetofinished NaN 10 2 15
finishnode 10 NaN NaN NaN
Значения в таблице, T, полезны для визуализации поиска. Функция visualize_search.m показывает один из способов использования результатов поиска, выполненных с bfsearch и dfsearch чтобы подсветить узлы и ребра в графике согласно таблице событий, T. Функция останавливается перед каждым шагом в алгоритме, поэтому можно медленно пройти поиск, нажав любую клавишу.
Сохраните visualize_search.m в текущей папке.
function visualize_search(G,t) % G is a graph or digraph object, and t is a table resulting from a call to % BFSEARCH or DFSEARCH on that graph. % % Example inputs: G = digraph([1 2 3 3 3 3 4 5 6 7 8 9 9 9 10], ... % [7 6 1 5 6 8 2 4 4 3 7 1 6 8 2]); % t = dfsearch(G, 1, 'allevents', 'Restart', true); % Copyright 1984-2019 The MathWorks, Inc. isundirected = isa(G, 'graph'); if isundirected % Replace graph with corresponding digraph, because we need separate % edges for both directions [src, tgt] = findedge(G); G = digraph([src; tgt], [tgt; src], [1:numedges(G), 1:numedges(G)]); end h = plot(G,'NodeColor',[0.5 0.5 0.5],'EdgeColor',[0.5 0.5 0.5], ... 'EdgeLabelMode', 'auto'); for ii=1:size(t,1) switch t.Event(ii) case 'startnode' highlight(h,t.Node(ii),'MarkerSize',min(h.MarkerSize)*2); case 'discovernode' highlight(h,t.Node(ii),'NodeColor','r'); case 'finishnode' highlight(h,t.Node(ii),'NodeColor','k'); otherwise if isundirected a = G.Edges.Weight; b = t.EdgeIndex(ii); edgeind = intersect(find(a == b),... findedge(G,t.Edge(ii,1),t.Edge(ii,2))); else edgeind = t.EdgeIndex(ii); end switch t.Event(ii) case 'edgetonew' highlight(h,'Edges',edgeind,'EdgeColor','b'); case 'edgetodiscovered' highlight(h,'Edges',edgeind,'EdgeColor',[0.8 0 0.8]); case 'edgetofinished' highlight(h,'Edges',edgeind,'EdgeColor',[0 0.8 0]); end end nodeStr = t.Node; if isnumeric(nodeStr) nodeStr = num2cell(nodeStr); nodeStr = cellfun(@num2str, nodeStr, 'UniformOutput', false); end edgeStr = t.Edge; if isnumeric(edgeStr) edgeStr = num2cell(edgeStr); edgeStr = cellfun(@num2str, edgeStr, 'UniformOutput', false); end if ~isnan(t.Node(ii)) title([char(t{ii, 1}) ' on Node ' nodeStr{ii}]); else title([char(t{ii, 1}) ' on Edge (' edgeStr{ii, 1} ', '... edgeStr{ii, 2},') with edge index ' sprintf('%d ', t{ii, 4})]); end disp('Strike any key to continue...') pause end disp('Done.') close all
Используйте эту команду для запуска visualize_search.m на графике G и результаты поиска T:
visualize_search(G,T)
График начинается как весь серый, и затем появляется новая часть результата поиска каждый раз, когда вы нажимаете клавишу. Результаты поиска подсвечиваются согласно:
'startnode'- Начальные узлы увеличиваются в размере.'discovernode'- Узлы становятся красными, когда они обнаруживаются.'finishnode'- Узлы становятся черными после того, как они закончены.'edgetonew'- Ребра, которые приводят к тому, что неоткрытые узлы становятся синими.'edgetodiscovered'- Ребра, которые приводят к обнаруженным узлам, становятся пурпурными.'edgetofinished'- Ребра, которые приводят к окончанию узлов, становятся зелеными.
Этот .gif анимация показывает, что вы видите, когда проходите через результаты visualize_search.m.
См. также
bfsearch | dfsearch | digraph | graph