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算法之回溯法

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2019/12/29 Share

常用算法——回溯法

回溯法(探索与回溯法)是一种选优搜索法,又称为试探法,按选优条件向前搜索,以达到目标。但当探索到某一步时,发现原先选择并不优或达不到目标,就退回一步重新选择,这种走不通就退回再走的技术为回溯法,而满足回溯条件的某个状态的点称为“回溯点”。

剪枝方式

对于一棵树来讲,以深度优先遍历为例,从1节点开始深搜,若要完全遍历,则需要搜索所有的节点。但是在解决实际问题的过程中,我们往往可以发现,有一些点和它们的子节点显然不符合题意,压根就没必要进行搜索。那么我们就在算法中加入一个判断条件,使得这棵子树在搜索的时候不会被进入,以此优化时空复杂度。因为这个优化的技巧非常像在树上砍冗余的枝条,所以起了一个名字叫做:剪枝。

剪枝的几种常见方式

  1. 可行性剪枝
    所谓可行性剪枝,顾名思义,就是当当前状态和题意不符,并且由于题目可以推出,往后的所有情况和题意都不符,那么就可以进行剪枝,直接把这种情况及后续的所有情况判负,直接返回。
    即:不可行,就返回。

  2. 排除等效冗余
    所谓排除等效冗余,就是当几个枝桠具有完全相同的效果的时候,只选择其中一个走就可以了。
    即:都可以,选一个。

  3. 最优性剪枝
    所谓最优性剪枝,是在我们用搜索方法解决最优化问题的时候的一种常用剪枝。就是当你搜到一半的时候,已经比已经搜到的最优解要不优了,那么这个方案肯定是不行的,即刻停止搜索,进行回溯。
    即:有比较,选最优。

  4. 顺序剪枝
    普遍来讲,搜索的顺序是不固定的,对一个问题来讲,算法可以进入搜索树的任意的一个子节点。但假如我们要搜索一个最小值,而非要从最大值存在的那个节点开搜,就可能存在搜索到最后才出解。而我们从最小的节点开搜很可能马上就出解。这就是顺序剪枝的一个应用。一般来讲,有单调性存在的搜索问题可以和贪心思想结合,进行顺序剪枝。
    即:有顺序,按题意。

  5. 记忆化
    记忆化搜索其实是搜索的另外一个分支。在这里简单介绍一下记忆化的原理:
    就是记录搜索的每一个状态,当重复搜索到相同的状态的时候直接返回。
    即:搜重了,直接跳。

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  1. 1. 常用算法——回溯法
    1. 1.1. 剪枝方式
      1. 1.1.1. 剪枝的几种常见方式