Поиск в ширину (BFS): различия между версиями

[непроверенная версия]

Версия от 09:33, 11 июля 2017

Свойства и структура алгоритма

Поиск в ширину (англ. Breadth-First Search, BFS) позволяет вычислить кратчайшие расстояния (в терминах количества рёбер) от выделенной вершины ориентированного графа до всех остальных вершин, и/или построить корневое направленное дерево, расстояния в котором совпадают с расстояниями в исходном графе. Алгоритм решает задачу поиска кратчайшего пути на графе в случае одинаковых весов рёбер. Впервые алгоритм поиска в ширину описан в работах Мура^[1] и Ли^[2].

Общее описание алгоритма

Математическое описание алгоритма

Вычислительное ядро алгоритма

Макроструктура алгоритма

Схема реализации последовательного алгоритма

Последовательная сложность алгоритма

Информационный граф

Ресурс параллелизма алгоритма

Входные и выходные данные алгоритма

Свойства алгоритма

Программная реализация алгоритма

Особенности реализации последовательного алгоритма

Локальность данных и вычислений

Локальность реализации алгоритма

Структура обращений в память и качественная оценка локальности

Количественная оценка локальности

Возможные способы и особенности параллельной реализации алгоритма

Масштабируемость алгоритма и его реализации

Масштабируемость алгоритма

Масштабируемость реализации алгоритма

Динамические характеристики и эффективность реализации алгоритма

Выводы для классов архитектур

Существующие реализации алгоритма

Распределённый алгоритм поиска вширь является вычислительным ядром бенчмарка Graph500.
C++: Boost Graph Library (функции breadth_first_search, breadth_first_visit).
C++, MPI: Parallel Boost Graph Library (функция breadth_first_search).
Java: WebGraph (класс ParallelBreadthFirstVisit), многопоточная реализация.
Python: NetworkX (функция bfs_edges).
Python/C++: NetworKit (класс networkit.graph.BFS).

Литература

↑ Moore, Edward F. “The Shortest Path Through a Maze,” International Symposium on the Theory of Switching, 285–92, 1959.
↑ Lee, C Y. “An Algorithm for Path Connections and Its Applications.” IEEE Transactions on Electronic Computers 10, no. 3 (September 1961): 346–65. doi:10.1109/TEC.1961.5219222.

[1] Moore, Edward F. “The Shortest Path Through a Maze,” International Symposium on the Theory of Switching, 285–92, 1959.

[2] Lee, C Y. “An Algorithm for Path Connections and Its Applications.” IEEE Transactions on Electronic Computers 10, no. 3 (September 1961): 346–65. doi:10.1109/TEC.1961.5219222.

[1]

[2]

@@ Строка 10: / Строка 10: @@
 === Последовательная сложность алгоритма ===
 === Информационный граф ===
+Информационный граф
+[[Файл:BFS-информацинный_граф.png]]
 === Ресурс параллелизма алгоритма ===
 === Входные и выходные данные алгоритма ===