下面是简短的Scala解决方案:

  def bfs(nodes: List[Node]): List[Node] = {
    if (nodes.nonEmpty) {
      nodes ++ bfs(nodes.flatMap(_.children))
    } else {
      List.empty
    }
  }

使用返回值作为累加器的想法是很适合的。 可以在其他语言中以类似的方式实现，只需确保您的递归函数处理的节点列表。

测试代码清单(使用@marco测试树):

import org.scalatest.FlatSpec

import scala.collection.mutable

class Node(val value: Int) {

  private val _children: mutable.ArrayBuffer[Node] = mutable.ArrayBuffer.empty

  def add(child: Node): Unit = _children += child

  def children = _children.toList

  override def toString: String = s"$value"
}

class BfsTestScala extends FlatSpec {

  //            1
  //          / | \
  //        2   3   4
  //      / |       | \
  //    5   6       7  8
  //  / |           | \
  // 9  10         11  12
  def tree(): Node = {
    val root = new Node(1)
    root.add(new Node(2))
    root.add(new Node(3))
    root.add(new Node(4))
    root.children(0).add(new Node(5))
    root.children(0).add(new Node(6))
    root.children(2).add(new Node(7))
    root.children(2).add(new Node(8))
    root.children(0).children(0).add(new Node(9))
    root.children(0).children(0).add(new Node(10))
    root.children(2).children(0).add(new Node(11))
    root.children(2).children(0).add(new Node(12))
    root
  }

  def bfs(nodes: List[Node]): List[Node] = {
    if (nodes.nonEmpty) {
      nodes ++ bfs(nodes.flatMap(_.children))
    } else {
      List.empty
    }
  }

  "BFS" should "work" in {
    println(bfs(List(tree())))
  }
}

输出:

List(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12)

我认为这可以使用指针来完成，而不使用任何队列。

基本上我们在任何地方都维护两个指针，一个指向父结点，另一个指向待处理的子结点(链接列表指向所有已处理的子结点)

现在你只需分配子进程的指针&当父进程处理完成时，你只需让子进程成为父进程进行下一层的处理

以下是我的代码:

//Tree Node
struct Node {
    int val;
    Node* left;
    Node* right;
    Node* next;

    Node() : val(0), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val) : val(_val), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right, Node* _next)
        : val(_val), left(_left), right(_right), next(_next) {}
};
    

/ / Algorightm:

    void LevelTraverse(Node* parent,Node* chidstart,Node* childend ){
        if(!parent && !chidstart) return;  // we processed everything
        
        if(!parent && chidstart){ //finished processing last level
            parent=chidstart;chidstart=childend=NULL; // assgin child to parent for processing next level
            LevelTraverse(parent,chidstart,childend);
        }else if(parent && !chidstart){ // This is new level first node tobe processed
            Node* temp=parent; parent=parent->next;
            if(temp->left) { childend=chidstart=temp->left; }
            if(chidstart){
                if(temp->right) { childend->next=temp->right; childend=temp->right; }
            }else{
                if(temp->right) { childend=chidstart=temp->right; }
            }
            LevelTraverse(parent,chidstart,childend);
        }else if(parent && chidstart){ //we are in mid of some level processing
            Node* temp=parent; parent=parent->next;
            if(temp->left) { childend->next=temp->left; childend=temp->left; }
            if(temp->right) { childend->next=temp->right; childend=temp->right; }
            LevelTraverse(parent,chidstart,childend);
        }
    }

//驱动代码:

    Node* connect(Node* root) {
        if(!root) return NULL;
        Node* parent; Node* childs, *childe; parent=childs=childe=NULL;
        parent=root;
        LevelTraverse(parent, childs, childe);
        return root;
    }

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)
}

如果使用数组来支持二叉树，则可以用代数方法确定下一个节点。如果I是一个节点，那么它的子节点可以在2i + 1(左节点)和2i + 2(右节点)处找到。节点的下一个邻居由i + 1给出，除非i是2的幂

下面是在数组支持的二叉搜索树上实现宽度优先搜索的伪代码。这假设一个固定大小的数组，因此一个固定深度的树。它将查看无父节点，并可能创建难以管理的大堆栈。

bintree-bfs(bintree, elt, i)
    if (i == LENGTH)
        return false

    else if (bintree[i] == elt)
        return true

    else 
        return bintree-bfs(bintree, elt, i+1)        

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define Max 1000

vector <int> adj[Max];
bool visited[Max];

void bfs_recursion_utils(queue<int>& Q) {
    while(!Q.empty()) {
        int u = Q.front();
        visited[u] = true;
        cout << u << endl;
        Q.pop();
        for(int i = 0; i < (int)adj[u].size(); ++i) {
            int v = adj[u][i];
            if(!visited[v])
                Q.push(v), visited[v] = true;
        }
        bfs_recursion_utils(Q);
    }
}

void bfs_recursion(int source, queue <int>& Q) {
    memset(visited, false, sizeof visited);
    Q.push(source);
    bfs_recursion_utils(Q);
}

int main(void) {
    queue <int> Q;
    adj[1].push_back(2);
    adj[1].push_back(3);
    adj[1].push_back(4);

    adj[2].push_back(5);
    adj[2].push_back(6);

    adj[3].push_back(7);

    bfs_recursion(1, Q);
    return 0;
}

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