JS算法之深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)

[danLawrence]

JS算法之深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)

背景

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在开发页面的时候，我们有时候会遇到这种需求：在页面某个dom节点中遍历，找到目标dom节点，我们正常做法是利用选择器document.getElementById()，document.getElementsByName()或者document.getElementsByTagName()，但在本文，我们从算法的角度去查找dom节点，同时理解一下深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)的原理。

准备

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假设页面上的dom结构如下：

<div id="root">
    <ul>
        <li>
            <a href="">
                <img src="" alt="">
            </a>
        </li>
        <li>
            <span></span>
        </li>
        <li>
        </li>
    </ul>
    <p></p>
    <button></button>
</div>

让我们来把这个dom结构转化成树的样子

这样之后，dom结构似乎清楚了不少。

深度优先遍历（Depth-First Search）

该方法是以纵向的维度对dom树进行遍历，从一个dom节点开始，一直遍历其子节点，直到它的所有子节点都被遍历完毕之后在遍历它的兄弟节点。即如图所示（遍历顺序为红字锁标）：

js实现该算法代码(递归版本)：

function deepFirstSearch(node,nodeList) {  
    if (node) {    
        nodeList.push(node);    
        var children = node.children;    
        for (var i = 0; i < children.length; i++) 
        //每次递归的时候将 需要遍历的节点 和 节点所存储的数组传下去
        deepFirstSearch(children[i],nodeList);    
    }    
    return nodeList;  
} 

非递归版本：

function deepFirstSearch(node) {
    var nodes = [];
    if (node != null) {
        var stack = [];
        stack.push(node);
        while (stack.length != 0) {
        var item = stack.pop();
        nodes.push(item);
        var children = item.children;
        for (var i = children.length - 1; i >= 0; i--)
            stack.push(children[i]);
        }
    }
    return nodes;
}

deepFirstSearch接受两个参数，第一个参数是需要遍历的节点，第二个是节点所存储的数组，并且返回遍历完之后的数组，该数组的元素顺序就是遍历顺序，调用方法：

let root = document.getElementById('root')
deepTraversal(root,nodeList=[])

控制台输出结果

广度优先遍历（breadth-first traverse）

该方法是以横向的维度对dom树进行遍历，从该节点的第一个子节点开始，遍历其所有的兄弟节点，再遍历第一个节点的子节点，完成该遍历之后，暂时不深入，开始遍历其兄弟节点的子节点。即如图所示（遍历顺序为红字锁标）：

js实现算法代码（递归版本）：

function breadthFirstSearch(node) {
    var nodes = [];
    var i = 0;
    if (!(node == null)) {
        nodes.push(node);
        breadthFirstSearch(node.nextElementSibling);
        node = nodes[i++];
        breadthFirstSearch(node.firstElementChild);
    }
    return nodes;
}

递归版本的BFS由于层级太深，会导致堆栈溢出：Maximum call stack size exceeded，但遍历的顺序依旧没有问题，可以在遍历过程中进行操作，不返回遍历数组即可。
非递归版本：

function breadthFirstSearch(node) {  
    var nodes = [];  
    if (node != null) {  
        var queue = [];  
        queue.unshift(node);  
        while (queue.length != 0) {  
            var item = queue.shift();  
            nodes.push(item);  
            var children = item.children;  
            for (var i = 0; i < children.length; i++)  
                queue.push(children[i]);  
        }  
    }  
    return nodes;  
}

控制台输出结果：

总结

BFS和DFS都是图的算法之一，本文所阐述的版本较为简单，为无向且非连通图，在日后会更新更多基于JavaScript的算法。