回溯算法理解


一、算法含义

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。回溯算法的基本思路是:暴力算法的改进,在通过遍历所有路径基础上,通过回溯(往回找)筛除不可能的路径,提高效率。

二、解题步骤:

1.确定一个解空间,它包含问题的解;
2.利用适于搜索的方法组织解空间;
3.利用深度优先法搜索解空间;
4.利用剪枝(约束函数、限界函数)避免移动到不可能产生解的子空间。

三、算法框架 

 

bool constraint(int t){};//约束函数
bool bound(int t){};//限界函数

void backtrack(int t){   
  if(t > n) output(x);   
  else{   
    for(int i = f(n,t); i <= g(n,t);i++){ //该节点的子节点(分量的所有下一个分量)
    x[t] = h(i);
    if(constraint(t) && bound(t))
      backtrack(t+1); }
    }
}

 

四、例题

7-1 子集和问题 (50 分)

设集合S={x1,x2,…,xn}是一个正整数集合,c是一个正整数,子集和问题判定是否存在S的一个子集S1,使S1中的元素之和为c。试设计一个解子集和问题的回溯法。

输入格式:

输入数据第1行有2个正整数n和c,n表示S的大小,c是子集和的目标值。接下来的1行中,有n个正整数,表示集合S中的元素。 是子集和的目标值。接下来的1 行中,有n个正整数,表示集合S中的元素。

输出格式:

输出子集和问题的解,以空格分隔,最后一个输出的后面有空格。当问题无解时,输出“No Solution!”。

输入样例:

5 10
2 2 6 5 4

输出样例:

2 2 6 

代码:

#include <iostream>
using namespace std;
int flag =0;
int s[100000];
int selec[100000];
int fin_selec[100000];

void backTrack(int target,int t,int sum ,int n){
    if(flag==1)return;
    if (t>=n) {
        if (sum == target) {
            for (int i=0; i<n; i++) {
                fin_selec[i] = selec[i];
            }
            flag = 1;
            return;
        }
        return;
    }
    
    if (sum+s[t]<=target) {
        selec[t]=1;
        sum +=s[t];
        backTrack(target, t+1, sum, n);
        selec[t]=0;
        sum -= s[t];
    }
    selec[t] =0;
    backTrack(target, t+1, sum, n);
}

int main(){
    int n,target;
    cin>>n>>target;
    for (int i=0; i<n; i++) {
        cin>>s[i];
        selec[i]=0;
        fin_selec[i]=0;
    }
    int sum=0;
    for (int i=0; i<n; i++) {
        sum+=s[i];
        }
    if (sum<target) {
        cout<<"No Solution!"<<endl;
        exit(0);
    }
    backTrack(target, 0, 0, n);
    if (flag==1) {
        for (int i=0; i<n; i++) {
//            cout<<fin_selec[i];
            if (fin_selec[i]==1) {
                cout<<s[i]<<" ";
            }
        }
    }else cout<<"No Solution!"<<endl;
    return 0;
}

 

五、总结

由于对算法的不够熟悉,导致细节出问题,思维不够发散,模版很好用,再加上对约束函数限界函数的完善就是整道题的清晰思路。

 

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