2. BFS (Breadth First Search)
BFS, Búsqueda en Anchura por sus siglas en ingles, es un algoritmo para recorrer o
buscar elementos en un grafo (usado frecuentemente sobre arboles)
Intuitivamente se comienza de la raíz y se exploran todos los vecinos de este nodo,
después para cada uno de los vecinos se exploran sus respectivos vecinos adyacentes
y así hasta que se recorra todo el árbol.
Para entender el funcionamiento el algoritmo BFS es necesario conocer algunos
conceptos básicos de la teoría de graficas, vistos anteriormente en matemáticas
discretas.
3. Graficas o grafos
Una Grafica G consiste en un conjunto V de vértices (o nodos) y un conjunto E de
aristas (o arcos) tal que cada arista E se asocia con un par no ordenado de vértices
Es una forma muy practica de modelar ciertos tipos de comportamiento, son
ampliamente usadas en las areas de las ciencias de la computación, química,
ingeniería eléctrica, economía, investigación de operaciones ,etc.
Un ejemplo que utilizaremos donde se usan los gráficos puede ser el siguiente mapa:
4. Formas de representar un grafo.
Ahora que conocemos bien las graficas, es hora de conocer las formas en que las
podemos representar de una manera mas formal, para así poder trabajar con dichas
graficas en la computadora.
Tenemos dos opciones para representar los grafos:
*Mediante una matriz de adyacencia.
*Mediante una lista de adyacencia.
5. Matriz de adyacencia
Considerando la siguiente grafica:
1 2 3 4 5 6 7
1 0 0 1 1 1 1 0
2 0 0 0 0 0 0 0
3 1 0 0 1 1 0 0
4 1 0 1 0 0 0 0
5 1 0 1 0 0 0 0
6 1 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0 0 0
Esta seria su matriz de adyacencia.
En donde representamos cada uno de los caminos posibles entre
nodo y nodo utilizando ceros y unos.
6. Lista de adyacencia
Considerando la siguiente grafica:
Esta seria su lista de adyacencia.
En donde representamos todos los posibles caminos entre nodos ,
agrupados como una lista y a un lado todos los nodos vecinos.
7. Algoritmo BFS escrito en pseudocódigo
El algoritmo BFS requiere de una estructura auxiliar para almacenar el resultado de
los nodos visitados, entonces haremos uso de una estructura tipo cola.
Definimos tres colores para un nodo:
• blanco no ha sido procesado.
• gris está en la cola de procesos.
• negro ya ha sido procesado.
• Encolar significa almacenar un elemento al
final.
• Decolar significa remover el elemento en la
cabeza.
8. Cola: nodo a. Cola: nodos b y c.Ningún elemento en la cola.
Cola: Nodos c, d y e Cola: Nodos d, e, f y g
Representación grafica
9. Algoritmo BFS escrito en pseudocódigo
función BFS(Grafo g, Nodo inicio, Nodo destino) {
pintamos todos los nodos de G de blanco.
encolamos inicio
mientras que aún haya nodos por procesar {
decolamos el nodo actual
si actual == destino {
retornamos ÉXITO;
}
para cada vecino de actual {
si el nodo es blanco {
encolamos vecino;
}
}
pintamos actual de negro
} // fin ciclo de procesos
retornamos FALLO;
}
10. Implementación en lenguaje C++ mediante
una matriz de adyacencia.
Dado el siguiente grafo
Obtenemos su matriz de adyacencia
13. Referencias Bibliográficas.
“Matemáticas Discretas”- 6 Edición. Richard Johnsonbaugh.
“Estructuras de Datos”-3 Edición. Osvaldo Cairo y Silvia Guardati.
“Breadth First Search”-(Documento en línea) Carlos Obregón,
cobregon@uniminuto.edu
“Algoritmos basicos de grafos”- (Documento en linea) Ernesto Coto ISSN 1316-
6239
“Búsqueda en anchura-Wikipedia”-(Documento en linea)
http://es.wikipedia.org/wiki/B%C3%BAsqueda_en_anchura
