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回溯算法介绍及具体应用案例分享

时间:2023-08-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:回溯算法是一种搜索算法,适用于根据一组给定的条件来搜索问题的解。例13-4从1到X中选出N个数字,排成一列,相邻两数不能相同,求所有可能的排法。例如,当N=3、X=3时,排法有12种:121、123、131、132、212、213、231、232、312、313、321、323。分析:以N=3,X=3为例,这个问题的每个解可分为三个部分:第一位,第二位,第三位。然后,将第三位变为3,就得到了第二个解“123”。

回溯算法介绍及具体应用案例分享

回溯算法是一种搜索算法,适用于根据一组给定的条件来搜索问题的解。

例13-4 从1到X中选出N个数字,排成一列,相邻两数不能相同,求所有可能的排法。每个数可以选用零次、一次或多次。例如,当N=3、X=3时,排法有12种:121、123、131、132、212、213、231、232、312、313、321、323。

分析:以N=3,X=3为例,这个问题的每个解可分为三个部分:第一位,第二位,第三位。先写第一位,第一位可选1、2或3,根据从小到大的顺序,此处选1;那么,为了保证相邻两数不同,第二位就只能选2或3了,此时选2;最后,第三位可以选1或3,则选1;这样就得到了第一个解“121”。然后,将第三位变为3,就得到了第二个解“123”。此时,第三位已经不能再取其他值了,于是返回第二位,看第二位还能变为什么值。第二位可以变为3,于是可以在“13”的基础上再给第三位赋予不同的值1和2,得到第三个解“131”和“132”。此时第二位也已经不能再取其他值了,于是返回第一位,将它变为下一个可取的值2,然后按顺序变换第二位和第三位,得到“212”“213”“231”“232”。这样,直到第一位已经取过了所有可能的值,并且将每种情况下的第二位和第三位都按上述思路取过一遍,得到该问题的全部解。(www.xing528.com)

由以上过程可以看出,回溯法的思路是:问题的每个解都包含N部分,先给出第一部分,再给出第二部分……直到给出第N部分,这样就得到了一个解。若尝试到某一步时发现已经无法继续,就返回到前一步,修改已经求出的上一部分,然后再继续向后求解。这样,直到回溯到第一步,并且已经将第一步的所有可能情况都尝试过之后,即可得出问题的全部解。

程序如下:

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