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。
Total Submission(s): 61584 Accepted Submission(s): 26570
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
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.
Note: the number of first circle should always be 1.
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.
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;
}
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