随机优先搜索？

Question

遍历图表的两种最常用方法是breadth-first search和depth-first search。这两种搜索算法都遵循一个通用模板：

• 创建一个工作清单W，用起始节点s播种。
• 虽然工作清单不是空的：
  • 删除工作清单的第一个元素;叫它v。
  • 如果未访问v：
    • Mark v as visited。
    • 对于直接连接到v的每个节点，将u添加到W。

在广度优先搜索中，工作清单W实现为FIFO queue，而在深度优先搜索中，它是LIFO stack。如果W是priority queue，则会得到uniform-cost search。

前一阵子我问a question about a data structure for choosing random elements out of a bag。如果您使用此随机包实现上述工作清单W，那么您将获得一个“随机优先搜索”算法，该算法从初始节点开始随机探索图中的节点。

我的问题是：是否有任何使用此类搜索的已知算法？也就是说，是否存在以这种方式生成图的随机生成树的算法？

Answer 1

自动拼图生成是一种应用，随机优先搜索是一种有用的策略。

假设您希望生成像Sudoku这样的组合拼图的实例。一种方法是生成随机的，完全求解的实例，然后删除数字，只要它们仍然是唯一的解决方案。你如何首先生成随机求解的实例？您从一个空网格开始并应用随机优先求解算法。实际上，通过在 random-first 和 best-first 策略之间切换以选择下一个数字，证明在生成和解决方案中使用相同的代码相当容易尝试。

这正是我们在编写任天堂DS游戏 Zendoku 时所做的，我写了a detailed article about our approach。

另请参阅this answer使用随机Prim's algorithm讨论迷宫生成。

Answer 2

这恰好是给定随机启发式的最佳优先搜索的实现。

Answer 3

我不知道您所描述的特定算法是否有名称。听起来有点像simulated annealing。在优化理论中，还有random search的概念，但它确实依赖于评估函数，而您所描述的似乎并不如此。还有这个Bachelor's Thesis by Brodeur and Childs对图搜索的随机算法有一个很好的总结，包括讨论何时可以使用它们。

Answer 4

听起来你正试图在BFS和DFS之间取得平衡。这出现在游戏编程中，其中使用修剪来缩小宽度，从而可以在深度上花费更多周期。一些示例是迭代加深深度优先搜索和最佳第一搜索。可在此处找到起点：http://en.wikipedia.org/wiki/Alpha-beta_pruning#Other_algorithms

Answer 5

结帐A*。您可以将启发式函数调整为最适合您数据的任何内容 - 有点像moooeeeep的答案，但有更多细节和维基百科链接。如果你想要一个具有随机性的启发式，那么你可以写一个。

通常图形具有某种结构，并且以结构化方式搜索它们是有意义的（如果您正在寻找路径，那么搜索已经连接到另一个节点的节点是有意义的搜索，而不是可能断开的随机节点。）大多数时候我在有向无环图/ DAG或树上运行这些算法（连接DAG）。如果我的数据中没有任何逻辑结构，我通常不要尝试用它制作图形，然后将图论应用于它。我想这取决于你想要事物的随机性。

祝你好运！