هر دو الگوریتم BFS و DFS از انواع الگوریتم‌های پیمایش گراف هستند، اما با یکدیگر متفاوتند. BFS یا جستجوی اول سطح از گره بالایی گراف شروع می‌شود و به سمت پایین حرکت می‌کند تا به گره ریشه برسد. از سوی دیگر، DFS یا جستجوی اول عمق از گره بالایی شروع می‌شود و مسیری را برای رسیدن به گره انتهایی مسیر دنبال می‌کند.

BFS چیست؟

الگوریتم جستجوی اول سطح (BFS) یک گراف را در یک حرکت به سمت سطح پیمایش می‌کند و از یک صف برای به خاطر سپردن دریافت راس بعدی برای شروع جستجو در هنگام وقوع بن‌بست در هر تکرار استفاده می‌کند.
BFS اساساً یک الگوریتم مبتنی بر گره است که برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر در گراف بین دو گره استفاده می‌شود. BFS از تمام گره‌های خود که به گره‌های منفرد متصل هستند، عبور می‌کند.
BFS از اصل FIFO (اولین ورودی، اولین خروجی) استفاده می‌کند و از صف برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر استفاده می‌کند. با این حال، BFS کندتر است و به فضای حافظه بزرگی نیاز دارد.

DFS چیست؟

الگوریتم جستجوی عمق اول (DFS) یک گراف را در یک حرکت عمقی پیمایش می‌کند و از یک پشته برای به خاطر سپردن دریافت رأس بعدی برای شروع جستجو هنگام وقوع بن‌بست در هر تکرار استفاده می‌کند.
DFS از اصل LIFO (آخرین ورودی، اولین خروجی) هنگام استفاده از پشته برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر استفاده می‌کند. DFS همچنین پیمایش مبتنی بر لبه نامیده می‌شود زیرا گره‌ها را در امتداد لبه یا مسیر کاوش می‌کند. DFS سریع‌تر است و به حافظه کمتری نیاز دارد. DFS برای درخت‌های تصمیم‌گیری مناسب‌تر است.

تفاوت بین BFS و DFS

تفاوت‌های مهم بین BFS و DFS در زیر آمده است؟

• تعریف: BFS مخفف جستجوی سطح اول است. DFS مخفف جستجوی عمق اول است.
• ساختار داده: BFS از یک صف برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر استفاده می‌کند. DFS از یک پشته برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر استفاده می‌کند.
• منبع: BFS زمانی بهتر است که هدف به منبع نزدیک‌تر باشد. DFS زمانی بهتر است که هدف از منبع دور باشد.
• مناسب بودن برای درخت تصمیم‌گیری: از آنجایی که BFS همه همسایه‌ها را در نظر می‌گیرد، بنابراین برای درخت تصمیم‌گیری مورد استفاده در بازی‌های پازل مناسب نیست. DFS برای درخت تصمیم‌گیری مناسب‌تر است. مانند یک تصمیم، برای تقویت تصمیم باید بیشتر پیمایش کنیم. اگر به نتیجه برسیم، برنده شده‌ایم.
• سرعت: BFS کندتر از DFS است.
• پیچیدگی زمانی: پیچیدگی زمانی BFS = O(V+E) که در آن V رأس‌ها و E یال‌ها هستند. پیچیدگی زمانی DFS نیز O(V+E) است که در آن V رأس‌ها و E یال‌ها هستند.
• حافظه: BFS به فضای حافظه بیشتری نیاز دارد.
• ورود به حلقه‌ها: در BFS، مشکلی برای گیر افتادن در حلقه‌های محدود وجود ندارد. در DFS، ممکن است در حلقه‌های بی‌نهایت گیر بیفتیم.
• اصل: BFS با استفاده از اصل FIFO (اولین ورودی، اولین خروجی) پیاده‌سازی می‌شود. DFS با استفاده از اصل LIFO (آخرین ورودی، اولین خروجی) پیاده‌سازی می‌شود.

نتیجه‌گیری

هر دو BFS و DFS الگوریتم‌های پیمایش گراف هستند. مهم‌ترین تفاوت بین این دو این است که الگوریتم BFS از یک صف برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر استفاده می‌کند، در حالی که الگوریتم DFS از یک پشته برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر استفاده می‌کند.