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回溯-最大团-国王护卫队

程序员文章站 2022-05-20 16:42:17
...

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;
}

 

相关标签: 算法练习