我找不到一种完全递归的方法(没有任何辅助数据结构)。但是如果队列Q是通过引用传递的，那么你可以得到下面这个愚蠢的尾部递归函数:

BFS(Q)
{
  if (|Q| > 0)
     v <- Dequeue(Q)
     Traverse(v)
     foreach w in children(v)
        Enqueue(Q, w)    

     BFS(Q)
}

c#实现的递归宽度优先搜索二叉树算法。

二叉树数据可视化

IDictionary<string, string[]> graph = new Dictionary<string, string[]> {
    {"A", new [] {"B", "C"}},
    {"B", new [] {"D", "E"}},
    {"C", new [] {"F", "G"}},
    {"E", new [] {"H"}}
};

void Main()
{
    var pathFound = BreadthFirstSearch("A", "H", new string[0]);
    Console.WriteLine(pathFound); // [A, B, E, H]

    var pathNotFound = BreadthFirstSearch("A", "Z", new string[0]);
    Console.WriteLine(pathNotFound); // []
}

IEnumerable<string> BreadthFirstSearch(string start, string end, IEnumerable<string> path)
{
    if (start == end)
    {
        return path.Concat(new[] { end });
    }

    if (!graph.ContainsKey(start)) { return new string[0]; }    

    return graph[start].SelectMany(letter => BreadthFirstSearch(letter, end, path.Concat(new[] { start })));
}

如果你想让算法不仅适用于二叉树，而且适用于有两个或两个以上节点指向同一个节点的图，你必须通过持有已经访问过的节点列表来避免自循环。实现可能是这样的。

图形数据可视化

IDictionary<string, string[]> graph = new Dictionary<string, string[]> {
    {"A", new [] {"B", "C"}},
    {"B", new [] {"D", "E"}},
    {"C", new [] {"F", "G", "E"}},
    {"E", new [] {"H"}}
};

void Main()
{
    var pathFound = BreadthFirstSearch("A", "H", new string[0], new List<string>());
    Console.WriteLine(pathFound); // [A, B, E, H]

    var pathNotFound = BreadthFirstSearch("A", "Z", new string[0], new List<string>());
    Console.WriteLine(pathNotFound); // []
}

IEnumerable<string> BreadthFirstSearch(string start, string end, IEnumerable<string> path, IList<string> visited)
{
    if (start == end)
    {
        return path.Concat(new[] { end });
    }

    if (!graph.ContainsKey(start)) { return new string[0]; }


    return graph[start].Aggregate(new string[0], (acc, letter) =>
    {
        if (visited.Contains(letter))
        {
            return acc;
        }

        visited.Add(letter);

        var result = BreadthFirstSearch(letter, end, path.Concat(new[] { start }), visited);
        return acc.Concat(result).ToArray();
    });
}

我想在上面的答案中加上我的观点，如果语言支持生成器之类的东西，bfs可以协递归地完成。

首先，@Tanzelax的回答是:

宽度优先遍历传统上使用队列，而不是堆栈。队列和堆栈的性质几乎是相反的，因此试图使用调用堆栈(因此得名为堆栈)作为辅助存储(队列)几乎是注定要失败的

实际上，普通函数调用的堆栈不会像普通堆栈那样运行。但是生成器函数将暂停函数的执行，因此它给了我们产生下一层节点的子节点的机会，而无需深入研究节点的更深层次的后代。

下面的代码是Python中的递归bfs。

def bfs(root):
  yield root
  for n in bfs(root):
    for c in n.children:
      yield c

这里的直觉是:

BFS首先将根作为第一个结果返回 假设我们已经有了BFS序列，BFS中的下一层元素是序列中前一个节点的直接子节点 重复以上两个步骤

下面的方法使用DFS算法来获取特定深度的所有节点——这与对该级别进行BFS相同。如果您找到树的深度，并对所有级别执行此操作，结果将与BFS相同。

public void PrintLevelNodes(Tree root, int level) {
    if (root != null) {
        if (level == 0) {
            Console.Write(root.Data);
            return;
        }
        PrintLevelNodes(root.Left, level - 1);
        PrintLevelNodes(root.Right, level - 1);
    }
}

for (int i = 0; i < depth; i++) {
    PrintLevelNodes(root, i);
}

找到树的深度是小菜一碟:

public int MaxDepth(Tree root) {
    if (root == null) {
        return 0;
    } else {
        return Math.Max(MaxDepth(root.Left), MaxDepth(root.Right)) + 1;
    }
}

在学习AlgoExpert时，对这个问题进行了改编。提示符中已经提供了以下Class。这里是python中的迭代和递归解决方案。这个问题的目标是返回一个输出数组，其中列出了按访问顺序排列的节点名称。如果遍历顺序为A -> B -> D -> F，则输出为['A'，'B'，'D'，'F']

class Node:
    def __init__(self, name):
        self.children = []
        self.name = name

    def addChild(self, name):
        self.children.append(Node(name))
        return self

递归

def breadthFirstSearch(self, array):
    return self._bfs(array, [self])
    
def _bfs(self, array, visited):

    # Base case - no more nodes to visit
    if len(visited) == 0:
        return array

    node = visited.pop(0)
    array.append(node.name)
    visited.extend(node.children)
    return self._bfs(array, visited)

迭代

def breadthFirstSearch(self, array):
    array.append(self.name)
    queue = [self]
    while len(queue) > 0:
        node = queue.pop(0)
        for child in node.children:
            array.append(child.name)
            queue.append(child)
    return array

下面是递归BFS的Scala 2.11.4实现。为了简洁起见，我牺牲了尾部调用优化，但是TCOd版本非常相似。参见@snv的帖子。

import scala.collection.immutable.Queue

object RecursiveBfs {
  def bfs[A](tree: Tree[A], target: A): Boolean = {
    bfs(Queue(tree), target)
  }

  private def bfs[A](forest: Queue[Tree[A]], target: A): Boolean = {
    forest.dequeueOption exists {
      case (E, tail) => bfs(tail, target)
      case (Node(value, _, _), _) if value == target => true
      case (Node(_, l, r), tail) => bfs(tail.enqueue(List(l, r)), target)
    }
  }

  sealed trait Tree[+A]
  case class Node[+A](data: A, left: Tree[A], right: Tree[A]) extends Tree[A]
  case object E extends Tree[Nothing]
}