1.写出回溯法求解思路,求解步骤,剪枝函数类型,子集树的类型,递归回溯和迭代回溯框架
时间: 2024-03-14 13:46:05 浏览: 71
回溯算法基本题型思路总结(代码随想录一刷)
回溯法是一种通过不断尝试所有可能的解来求解问题的算法。其思路是从问题的初始状态开始,逐步地尝试所有可能的解决方案,直到找到一个符合要求的解,或者所有可能的解都被尝试完毕。
回溯法的求解步骤如下:
1. 定义状态空间:首先需要定义状态空间,即问题的解空间。状态空间是一个树形结构,每个节点表示一个问题的状态,根节点表示初始状态,叶子节点表示最终的解。
2. 定义扩展方式:对于每个状态,需要定义一种扩展方式,即从该状态出发可以扩展到哪些状态。扩展方式一般用一个函数来表示。
3. 定义剪枝函数:为了避免遍历整个状态空间,可以定义一些剪枝函数,用来剪掉一些不必要的搜索分支。剪枝函数可以根据问题的特点来设计。
4. 搜索状态空间:从初始状态开始,使用深度优先搜索的方式遍历整个状态空间,直到找到一个符合要求的解,或者所有可能的解都被尝试完毕。
回溯法的剪枝函数类型包括以下几种:
1. 可行性剪枝:当一个状态不满足问题的某些限制条件时,可以直接剪枝。
2. 最优性剪枝:当一个状态已经不可能成为最优解时,可以直接剪枝。
3. 对称性剪枝:当两个状态是对称的,只需要搜索其中一个状态即可,另一个状态可以直接剪枝。
回溯法的子集树可以分为两种类型:
1. 决策树:每个节点表示一个决策,每个分支表示一个可选的决策。
2. 状态树:每个节点表示一个状态,每个分支表示从该状态出发可以扩展到的其他状态。
回溯法可以使用递归回溯或者迭代回溯的方式实现。递归回溯的框架如下:
```
def backtrack(state):
if is_solution(state):
process_solution(state)
return
for next_state in expand(state):
if is_valid(next_state):
backtrack(next_state)
```
其中,`is_solution(state)`函数用来判断当前状态是否是一个解,`process_solution(state)`函数用来处理找到的解,`expand(state)`函数用来扩展当前状态,得到下一个状态的集合,`is_valid(next_state)`函数用来判断下一个状态是否合法。
迭代回溯的框架如下:
```
def backtrack(state):
stack = [state]
while stack:
state = stack.pop()
if is_solution(state):
process_solution(state)
continue
for next_state in expand(state):
if is_valid(next_state):
stack.append(next_state)
```
其中,`stack`是一个栈,用来保存待处理的状态。其他函数的含义与递归回溯相同。
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