筆記整合 回溯演算法

2021-09-23 22:08:44 字數 1893 閱讀 6903

在我們的一生中,會遇到很多重要的岔路口。在岔路口上,每個選擇都會影響我們今後的人生。有的人在每個岔路口都能做出最正確的選擇,最後生活、事業都達到了乙個很高的高度;而有的人一路選錯,最後碌碌無為。如果人生可以量化,那如何才能在岔路口做出最正確的選擇,讓自己的人生「最優」呢?

可以借助前面學過的貪心演算法,在每次面對岔路口的時候,都做出看起來最優的選擇,期望這一組選擇可以使得我們的人生達到「最優」。但是貪心演算法並不一定能得到最優解。

1.八皇后問題

有乙個8x8的棋盤,希望往裡放8個棋子(皇后),每個棋子所在的行、列、對角線都不能有另乙個棋子。你可以看我畫的圖,第一幅圖是滿足條件的一種方法,第二幅圖是不滿足條件的。八皇后問題就是期望找到所有滿足這種要求的放棋子方式。

把這個問題劃分成8個階段,依次將8個棋子放到第一行、第二行、第三行……第八行。在放置的過程中,我們不停地檢查當前的方法,是否滿足要求。如果滿足,則跳到下一行繼續放置棋子;如果不滿足,那就再換一種方法,繼續嘗試。

public

class

queensof8

for(

int column =

0; column <8;

++column)}}

private

boolean

isok

(int row,

int column)

if(leftup >=0)

}if(rightup <8)

}--leftup;

++rightup;

}return

true;}

private

void

printqueens

(int

result)

else

} system.out.

println()

;}system.out.

println();}}

2.0-1揹包0-1揹包是非常經典的演算法問題,很多場景都可以抽象成這個問題模型。這個問題的經典解法是動態規劃,不過還有一種簡單但沒有那麼高效的解法,那就是回溯演算法。

0-1揹包問題有很多變體,裡介紹一種比較基礎的。有乙個揹包,揹包總的承載重量是wkg。現在有n個物品,每個物品的重量不等,並且不可分割。現在期望選擇幾件物品,裝載到揹包中。在不超過揹包所能裝載重量的前提下,如何讓揹包中物品的總重量最大?

實際上,揹包問題在貪心演算法已經講過乙個,不過那裡講的物品是可以分割的,我可以裝某個物品的一部分到揹包裡面。今天的這個揹包問題,物品是不可分割的,要麼裝要麼不裝,所以叫0-1揹包問題。顯然,這個問題已經無法通過貪心演算法來解決了。現在來看看用回溯演算法如何來解決。

對於每個物品來說,都有兩種選擇,裝進揹包或者不裝進揹包。對於n個物品來說,總的裝法就有2n種,去掉總重量超過wkg的,從剩下的裝法中選擇總量最接近wkg的。不過,我們如何才能不重複地窮舉出這2n種裝法呢?

這裡就可以用回溯的方法。可以把物品依次排列,整個問題就分解為了n個階段,每個階段對應乙個物品怎麼選擇。先對第乙個物品進行處理,選擇裝進去或者不裝進去,然後再遞迴地處理剩下的物品。

public

class

zopakage

return;}

f(i +

1, cw, items, n, w);if

(cw + items[i]

<= w)

}}

總結:回溯演算法本質上就是列舉,優點在於其類似於摸著石頭過河的查詢策略,且可以通過剪枝少走冤枉路。它可能適合應用於缺乏規律,或我們還不了解其規律的搜尋場景中。

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