回溯-最大团-国王护卫队
题目:在原始部落中,由于食物缺乏,部落居民经常因为争夺猎物发生冲突,几乎每个居民都 有自己的仇敌。部落酋长为了组织一支保卫部落的卫队,希望从居民中选出最多的居民加入 卫队,并保证卫队中任何两个人都不是仇敌。假设已给定部落中居民间的仇敌关系图,编程计算构建部落护卫队的最佳方案。
输入:n人数(人员编号1~n),m对关系数,接下来m行xi 与yi为仇敌。
示例:
输入:5 8
1 2
1 3
1 4
1 5
2 3
3 4
3 5
4 5
输出:
国王护卫队最大人数为: 4
国王护卫队成员为: 1 3 4 5
解题思路:回溯法
问题转化: 从无向图G=(V,E),顶点集由n个节点组成的集合{1,2,...n},
* 选择一部分节点集V',即节点集合的一个子集,此子集中任意两点均有边相连
* 且包含节点个数是节点集合中所有同类子集中节点数目最多的。
*
* 算法设计: 1 定义问题的解空间 {x1,x2,x3...xn} xi=0/1
* 2 解空间是组织结构: 一棵子集树
* 3 搜索解空间: 约束条件-->判断是否将第t个节点放入团中(只要第t个节点和前t-1个节点中被选中的节点均有边相连, 则x[t]=1)
* 限界条件-->cn+n-t>bestn(当前已放入团中节点个数+之后可能的所有剩余节点个数<=当前最优解包含的节点个数)
* 4 搜索空间( 深度优先搜索-->约束条件(左)-->限界条件(右) 以及t>n 就记录此时的可行解
* 团:G的完全子图g是G的团,当且仅当g不包含在更大的完全子图中。
* 最大团:G的所有团中含节点数最多的团。
#include <iostream>
#include<bits/stdc++.h>
#define N 1000
using namespace std;
int a[N][N]; //存储成员关系无向图
int n,m; //人数,关系对数
bool x[N]; //x[i]=1表示i在当前最大团内
bool bestx[N]; //记录最终最大团内人选
int bestn,cn; //最优解人数,当前已经放入团节点数
bool Place(int t) //判断是否可以把节点t加入团中,即节点t是否和当前团所有节点有联系
{
for(int j=1;j<t;j++)
{
if(!a[t][j]&&x[j])
return false;
}
return true;
}
void Backtrack(int t)
{
if(t>n) //到达叶节点
{
bestn=cn;
for(int i=1;i<=n;i++)
bestx[i]=x[i];
return ;
}
if(Place(t)) //满足条件进入左节点
{
cn++;
x[t]=1;
Backtrack(t+1);
cn--;
}
if(n+cn-t>bestn)//满足条件进入右节点,理解为cn+n-t,即经过该右节点的上界
{
x[t]=0;
Backtrack(t+1);
}
}
int main()
{
scanf("%d%d",&n,&m);
int x,y;
memset(a,0,sizeof(a));
for(int i=0;i<m;i++)
{
scanf("%d%d",&x,&y);
a[x][y]=a[y][x]=1;
}
bestn=0;
cn=0;
Backtrack(1);
printf("国王护卫队最大人数为: %d\n",bestn);
printf("国王护卫队成员为:");
for(int i=1;i<=n;i++)
if(bestx[i]==1)
printf(" %d",i);
printf("\n");
return 0;
}
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