摘要:本文简要描述了回溯算法的基本思路,并给出了几个典型实例的源码
关键字:回溯,搜索,非递归,全排列,组合,N皇后,整数划分,0/1背包
回溯是按照某种条件在解空间中往前试探搜索,若前进中遭到失败,则回过头来另择通路继续搜索。
符号声明:
解空间:[a1,a2,a3,…,an];
x[k]为解空间元素的索引, 0 <= x[k] < n;k为数组x的索引;
a[x[0~n-1]]表示一组解。
//判断解空间中的a[x[k]]是否满足条件
bool CanbeUsed(int k)
{
if(x[k] 不满足条件) return false;
else return true;
}
算法描述如下:
(1)k = 0; x[k] = -1;
(2)while( k >= 0 )
a. x[k] = x[k] + 1;
b. while(x[k] < n && ( ! CanbeUsed(k) ))//遍历解空间,直到找到可用的元素
x[k] = x[k] + 1;
c. if(x[k] > n -1)//x[k]超出了解空间a的索引范围
k = k - 1; //回溯
d. else if( k == n -1)//找到了n - 1个元素
输出一组解
e. else //当前元素可用,更新变量准备寻找下一个元素
k = k + 1;
x[k] = -1;
回溯的这种实现方式非常适合于在解空间中搜索特定长度的序列!
实例源码:
1.回溯之全排列(VC6.0/VS2005)==============================================
////////////////////////////////
//回溯搜索之全排列
#include
#include
using namespace std;
#define N 100
string str;
int x[N];
bool IsPlaced(int n)
{
for(int i = 0; i < n ; ++i)
{
if(x[i] == x[n])
return false;
}
return true;
}
void PrintResult()
{
for(int i = 0; i < str.length(); ++i)
cout<= 0)
{
x[k] = x[k] + 1;
while(x[k] < str.length() && !IsPlaced(k))
{
x[k] = x[k] + 1;
}
if(x[k] > str.length() - 1)
{
k = k - 1;
}
else if( k == str.length() - 1)
{
PrintResult();
}
else
{
k = k + 1;
x[k] = -1;
}
}
}
int main()
{
cout<<"input:"<>str)
{
cout<< str << " arrange......" << endl;
Arrange();
cout << "input:" << endl;
}
return 0;
}
2.八皇后(N皇后)============================================================
////////////////////////////////////////
//回溯之N皇后问题[ 4<=N<=100]
#include
using namespace std;
#define N 8
//用于防置皇后的棋盘
//0表示未放置,1表示已放置
int board[N][N]={
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0
};
int x[N];
//按列摆放
bool CanbePlaced(int k)
{
for(int i = 0; i < k ; ++i)
{
if(x[i] == x[k] || abs(x[i] - x[k]) == abs(i - k))
return false;
}
return true;
}
void PrintResult()
{
for(int i = 0; i < N; ++i)
for(int j = 0; j < N; ++j)
board[i][j] = 0;
for(int i = 0; i < N; ++i)
board[i][x[i]] = 1;
for(int i = 0; i < N; ++i)
{
for(int j = 0; j < N; ++j)
{
if(board[i][j] == 1)
cout<<"* ";
else
cout<<"- ";
}
cout<= 0 )
{
x[k] = x[k] + 1;
while(x[k] < N && !CanbePlaced(k))
x[k] = x[k] + 1;
if(x[k] > N - 1)
{
k = k - 1;
}
else if( k == N - 1)
{
PrintResult();
count ++;
}
else
{
k = k + 1;
x[k] = - 1;
}
}
}
int main()
{
NQ();
cout << "一共:" << count << "组摆放方法" << endl;
system("pause");
return 0;
} |