回溯法(Backtracking)
回溯法
回溯法概念
回溯算法有“通用的解题法”之称。用它可以系统地搜索一个问题的所在解或任一解。回溯法是一个即带有系统性又带有跳跃性的所搜算法。
回溯法思想
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。
回溯法解题步骤
用回溯法解题通常包含以下3个步骤:
1. 针对所给问题,定义问题的解空间
2. 确定易于搜索的解空间结构
3. 以深度优先方式所搜解空间,并在搜索过程中用剪枝函数避免无效搜索。
回溯算法一般框架
int solution[MAX_DIMENSION]; //多维度解
void backtrack(int dimension)
{/*检验当前维度数组是否是一个解*/if ( solution[] is well-generated ){check and record solution;return;}/* 列举当前维度的所有取值的情况,并且进入到下一维度*/for ( x = each value of current dimension ){solution[dimension] = x;backtrack( dimension + 1 );}
}
backtrack( [v1,...,vn] ) // [v1,...,vn]是多维度数值
{/*检验当前多维度数值是不是一个解*/if ( [v1,...,vn] is well-generated ){if ( [v1,...,vn] is a solution ) process solution;return;}/* 列举当前维度的所有取值的情况,并且进入到下一维度*/for ( x = possible values of vn+1 )backtrack( [v1,...,vn, x] );
}
使用回溯法解决排列问题
Question: 列出 {0,1,2,3,4} 所有的排列
int solution[5];
bool use[5] = {false};void backtrac
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