欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

回溯算法

程序员文章站 2022-03-19 14:19:44
...
      回溯算法实际上一个类似枚举的搜索尝试过程,主要是在搜索尝试过程中寻找问题的解,当发现已不满足求解条件时,就“回溯”返回,尝试别的路径。回溯法是一种选优


  搜索法,按选优条件向前搜索,以达到目标。但当探索到某一步时,发现原先选择并不优或达不到目标,就退回一步重新选择,这种走不通就退回再走的技术为回溯法,而满足回溯条件的某个状态的点称为“回溯点”。许多复杂的,规模较大的问题都可以使用回溯法,有“通用解题方法”的美称。


  回溯算法也叫试探法,它是一种系统地搜索问题的解的方法。


  用回溯算法解决问题的一般步骤:


  1、针对所给问题,定义问题的解空间,它至少包含问题的一个(最优)解。


  2、确定易于搜索的解空间结构,使得能用回溯法方便地搜索整个解空间。


  3、以深度优先的方式搜索解空间,并且在搜索过程中用剪枝函数避免无效搜索。


  确定了解空间的组织结构后,回溯法就从开始结点(根结点)出发,以深度优先的方式搜索整个解空间。这个开始结点就成为一个活结点,同时也成为当前的扩展结点。在当前的扩展结点处,搜索向纵深方向移至一个新结点。这个新结点就成为一个新的活结点,并成为当前扩展结点。如果在当前的扩展结点处不能再向纵深方向移动,则当前扩展结点就成为死结点。此时,应往回移动(回溯)至最近的一个活结点处,并使这个活结点成为当前的扩展结点。回溯法即以这种工作方式递归地在解空间中搜索,直至找到所要求的解或解空间中已没有活结点时为止。


  回溯算法的基本思想是:从一条路往前走,能进则进,不能进则退回来,换一条路再试。

例题:

蓝桥杯    凑算式

回溯算法

AC:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>

using namespace std;

int res = 0;
double a[11];
int b[11];
void dfs(int x)
{
	if(x == 10)
	{
		if(a[1] + a[2]/a[3] + (a[4]*100+a[5]*10 + a[6])/(a[7]*100 + a[8]*10+a[9]) == 10)//递归边界,当符合条件时停止
		{
			res++;
		}
		return;
	}
	else
	{
		for(int i = 1;i <= 9;i++)
		{
			if(!b[i])
			{
				b[i] = 1;
				a[x] = i;
				dfs(x + 1);
				b[i] = 0;
			}
		}
	}
	/*运用DFS遍历检察树,根据二叉树节点进行遍历,遍历过标记为1,最后别忘了标记为0,进行下一个节点的运算*/
}
int main()
{
	dfs(1);//直接用回溯一个节点就行
	cout << res << endl;
	return 0;	
}

答案:29

例题2(这个就难点了)HDU-1016

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1016

Prime Ring Problem

Time Limit: 4000/2000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 61584    Accepted Submission(s): 26570


Problem Description
A ring is compose of n circles as shown in diagram. Put natural number 1, 2, ..., n into each circle separately, and the sum of numbers in two adjacent circles should be a prime.

Note: the number of first circle should always be 1.

回溯算法
 

Input
n (0 < n < 20).
 

Output
The output format is shown as sample below. Each row represents a series of circle numbers in the ring beginning from 1 clockwisely and anticlockwisely. The order of numbers must satisfy the above requirements. Print solutions in lexicographical order.

You are to write a program that completes above process.

Print a blank line after each case.
 

Sample Input

6 8
 

Sample Output

Case 1: 1 4 3 2 5 6 1 6 5 2 3 4 Case 2: 1 2 3 8 5 6 7 4 1 2 5 8 3 4 7 6 1 4 7 6 5 8 3 2 1 6 7 4 3 8 5 2
 

Source
 

Recommend
JGShining

AC:

#include <iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>

using namespace std;

int a[21];
int b[21];
int res[21];
int m;
void dfs(int x)
{
    if(x == m && !res[a[0] + a[m-1]])//判断结束位置,尤其注意判断第一个和最后一个是否为素数
    {
        printf("1");
        for(int i = 1;i < m;i++)
        {
            printf(" %d",a[i]);
        }
        printf("\n");
    }
    else
    {
        for(int i = 2;i <= m;i++)
        {
            if(!b[i]&&!res[a[x-1] + i])//回溯查询某个数和前一个数的和是否是素数
            {
                b[i] = 1;
                a[x] = i;
                dfs(x + 1);
                b[i] = 0;
            }
        }
    }
}
int main()
{
    for(int i = 2;i <= 42;i++)//打表查询素数
    {
        if(!res[i])
        {
            for(int j = 2;i*j <= 42;j++)
            {
                res[j*i] = 1;
            }
        }
    }
    int t = 0;
    a[0] = 1;
    b[1] = 1;
    while(~scanf("%d",&m))
    {
        printf("Case %d:\n",++t);
        dfs(1);
        printf("\n");
    }
    return 0;
}