算法学习笔记|【算法学习笔记】14.暴力求解法03 回溯法01 N皇后和素数环

回溯法的含义 百度百科
回溯法(探索与回溯法)是一种选优搜索法,又称为试探法,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”。

在包含问题的所有解的解空间树中,按照深度优先搜索的策略,从根结点出发深度探索解空间树。当探索到某一结点时,要先判断该结点是否包含问题的解,如果包含,就从该结点出发继续探索下去,如果该结点不包含问题的解,则逐层向其祖先结点回溯。(其实回溯法就是对隐式图的深度优先搜索算法)。 若用回溯法求问题的所有解时,要回溯到根,且根结点的所有可行的子树都要已被搜索遍才结束。 而若使用回溯法求任一个解时,只要搜索到问题的一个解就可以结束


(1)针对所给问题,定义问题的解空间;//解答树? (2)确定易于搜索的解空间结构; (3)以深度优先方式搜索解空间,并在搜索过程中用剪枝函数避免无效搜索。
例子1
N皇后问题
方法1就是动态判断

void search(int cur) { if(cur==n+1)//说明已经处理完成了(cur==n-1时正在处理最后一排) { tot++; if(tot<=3) { for(int i=1; i<=n; i++) { printf("%d ",map[i]); } putchar('\n'); } } else { //尝试填入i于第cur行 for(int i=1; i<=n; i++) { int ok=1; //开始检查是否在之前的皇后的攻击范围之内 for(int j=1; j


但是此处因为每次动态判断的列,对角线有重复,所以会效率低下 下面采取了一种用二维数组进行记忆化判断的方法,此种方法可以提高效率。

int vis[3][50]; //此处的20是用n-1+1+n-1 估算出来的 //vis[0][i]记录的是i列是否属于攻击范围 //vis[1][i]记录的是i号正对角线是否属于攻击范围 //vis[2][i]记录的是i号副对角线是否属于攻击范围 void search2(int cur) { if(cur==n+1)//说明已经处理完成了(cur==n-1时正在处理最后一排) { tot++; if(tot<=3) { for(int i=1; i<=n; i++) { printf("%d ",map[i]); } putchar('\n'); } } else { //开始尝试加入i for(int i=1; i<=n; i++) { int ok=1; //开始检查 if(vis[0][i]||vis[1][cur+i]||vis[2][cur-i+n]) ok=0; //为了清晰 写的比较啰嗦点 if(ok) { //因为vis数组是全局变量,此处若想在递归中来当作局部变量一样入栈出栈,必须要手动恢复 vis[0][i]=vis[1][cur+i]=vis[2][cur-i+n] =1; map[cur]=i; search2(cur+1); vis[0][i]=vis[1][cur+i]=vis[2][cur-i+n] =0; }} } }


这样效率就提高了不少 用wikioi的一张图进行对比

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文章图片


恰好是一半的时间左右,,这个好像是可以根据分析算出的。。。暂时先留个疑问。


例子2素数环问题
也是有两个方法来进行比较。
第一个就是纯粹的动态判断+暴力枚举
因为这里需要不断得进行枚举排列。
那么就有stl进行下一个排列枚举的方法 还有动态生成的方法。
这里是要进行先枚举排列后进行判断,所以用do while循环来调用next_permutation

//生成第一个排列 for(int i=1; i<=n; i++) A[i-1]=i; //用这个排列来使用np .但是要保证一直以1开头 do { //开始判断 int ok=1; for(int i=0; i


这种方法因为是无脑枚举...所以很慢 而用回溯法就可以解决这个问题,使得解答树的遍历过程显得很聪明。

void dfs(int cur) { //当cur==n时说明A[n-1] 已经有元素了 if(cur==n&&isp[A[0]+A[n-1]]) { for(int i=0; i



A[0]=1;
dfs(1);
这样的话,即使n=18依然可以跑得比较快。 【算法学习笔记|【算法学习笔记】14.暴力求解法03 回溯法01 N皇后和素数环】

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