基于Python的广度优先搜索算法实现

广度优先搜索（BFS）算法是一种用于图和树数据结构遍历的经典算法。其核心思想是从起始节点出发，逐层探索相邻节点，直至抵达目标节点或遍历完所有可达节点。

算法流程:

1. 初始化: 将起始节点加入队列，并标记为已访问。
2. 迭代搜索:
3. 从队列中取出一个节点。
4. 遍历该节点的所有相邻节点。
5. 对于每个未被访问的相邻节点，将其加入队列并标记为已访问。
6. 重复步骤2 直至队列为空。
7. 处理未访问节点: 若存在未被访问的节点，则选择其中一个作为新的起始节点，重复步骤1-3。
8. 算法终止: 当队列为空且所有节点都被访问过，算法结束。

Python实现:

在Python中，collections 模块中的 deque 数据结构可以高效地实现队列。此外，需要选择合适的数据结构（如邻接表、邻接矩阵）表示图或树，并记录节点的访问状态。

应用场景:

BFS算法广泛应用于求解最短路径、连通性判断、社交网络分析等领域。其按层级遍历的特性使其在处理距离、层级相关问题时具有显著优势。