回溯法递归回溯算法步骤符号约定
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回溯法符号三角形1. 引言回溯法是一种常见的解决问题的算法,它通过穷举所有可能的解来找到问题的最优解。
符号三角形是一种由符号组成的图形,通常用于逻辑推理和数学计算。
本文将介绍回溯法在解决符号三角形问题中的应用。
2. 符号三角形问题符号三角形是由一系列符号组成的等边三角形,每个位置可以填入不同的符号。
例如,下面是一个由A、B、C、D四个符号组成的符号三角形:AB CD A B给定一个符号三角形,我们需要找到一种填充方式,使得每个位置上填入的符号满足特定条件。
这个条件可以是相邻位置上填入的符号不能相同,或者每行每列上填入的符号之和等于某个特定值。
3. 回溯法解决符号三角形问题回溯法是一种递归搜索算法,它通过尝试所有可能的解来找到最优解。
在解决符号三角形问题中,我们可以采用回溯法来穷举所有可能的填充方式,并判断是否满足条件。
3.1 算法思路回溯法解决符号三角形问题的基本思路如下:1.遍历符号三角形的每个位置,从第一行第一个位置开始。
2.在当前位置尝试填入一个符号。
3.判断当前填入的符号是否满足条件,如果满足则继续下一步,否则回溯到上一步。
4.如果已经遍历完所有位置,并且所有填入的符号都满足条件,则找到了一个解。
输出这个解,或者记录下来。
5.继续尝试下一个可能的填充方式,重复步骤2-4,直到遍历完所有可能的填充方式。
3.2 代码实现下面是使用Python语言实现回溯法解决符号三角形问题的代码:def backtrack(triangle, row, col, symbols):if row == len(triangle):# 找到了一个解print_solution(triangle)returnfor symbol in symbols:triangle[row][col] = symbolif is_valid(triangle, row, col):# 符号满足条件,继续下一步next_row, next_col = get_next_position(row, col) backtrack(triangle, next_row, next_col, symbols)triangle[row][col] = Nonedef print_solution(triangle):for row in triangle:for symbol in row:print(symbol or ' ', end=' ')print()def is_valid(triangle, row, col):# 判断当前填入的符号是否满足条件if row > 0 and triangle[row][col] == triangle[row-1][col]: return Falseif col > 0 and triangle[row][col] == triangle[row][col-1]: return Falsereturn Truedef get_next_position(row, col):# 获取下一个位置if col < row:return row, col+1else:return row+1, 0def solve_triangle(triangle, symbols):backtrack(triangle, 0, 0, symbols)# 测试代码triangle = [[None]*i for i in range(1, 5)]symbols = ['A', 'B', 'C', 'D']solve_triangle(triangle, symbols)4. 总结回溯法是一种通过穷举所有可能的解来找到问题最优解的算法。
程序=数据结构+算法软件=程序+文档试探法(回溯法)是计算机解题中常用的算法,很多问题无法根据某种确定的计算法则来解,可以利用试探的技术求解。
试探法是搜索算法中的一种控制策略。
它的基本思想是:为了求得问题的解,先选择某一种可能情况进行试探,在试探过程中,一旦发现原来的选择的假设情况是错误的,就退回一步重新选择,继续向前试探,如此反复进行,直至得到解或证明无解。
实例:生成彩票号码组合常见的彩票号码都是由一些数字组成的,生成彩票号码其实就是将所有数字进行不同的组合。
例如,假设有一种彩票,每注由7个1-29的数字组成,且这7个数字不能相同,编写程序生成所有的号码组合。
执行结果:从上例代码可看出,程序代码很繁琐,且程序不具有通用性。
例如,要将程序改为生成5位数的不同组合,就需要删除其中的两层循环。
其实,解决这类问题更好的办法是使用试探法,逐步计算出所有可能的组合。
首先分析可按如下顺序生成彩票号码:29 28 27 26 25 24 2329 28 27 26 25 24 2229 28 27 26 25 24 2129 28 27 26 25 24 20……29 28 27 26 25 24 129 28 27 26 25 23 22……从上面列出的顺序可看出,生成组合时,首先变化最后一位(第7位),当最后一位数为1时,将回溯计算倒数第二位(第6位),使该位(第6位)减少1,然后再变化最后一位数(第7位),通过这样的递归调用,即可生成所有的号码组合。
现在用5个数字产生3个数字的组合来演示程序执行的过程MAXN=3NUM=5i i5lottery[2]=num[4]=5 4lottery[1]=num[3]=4 in,m n,m3lottery[0]=lottery[2]=3543 combine(4,2)combine(3,1)2lottery[0]=lottery[1]=25421lottery[0]=lottery[0]=1541i3 lottery[1]=num[2]=3 2 lottery[0]=lottery[1]=2532n,m 1 lottery[0]=lottery[0]=1531combine(2,1)n,mcombine(5,3) 2 lottery[1]=num[1]=2 in,m 1 lottery[0]=lottery[0]=1521combine(1,1)i4lottery[2]=num[3]=4 3 lottery[1]=num[2]=3 in,m n,m 2 lottery[0]=lottery[1]=2432 combine(3,2)combine(2,1) 1 lottery[0]=lottery[0]=14312 lottery[1]=num[1]=2 in,m 1 lottery[0]=lottery[0]=1421combine(1,1)3lottery[2]=num[2]=3 in,m 2 lottery[1]=num[1]=2 icombine(3,2) n,m 1 lottery[0]=lottery[0]=1321combine(1,1)程序执行情况。
五大常用算法之四:回溯法五大常用算法之四:回溯法1、概念回溯算法实际上一个类似枚举的搜索尝试过程,主要是在搜索尝试过程中寻找问题的解,当发现已不满足求解条件时,就“回溯”返回,尝试别的路径。
回溯法是一种选优搜索法,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"。
许多复杂的,规模较大的问题都可以使用回溯法,有“通用解题方法"的美称。
2、基本思想在包含问题的所有解的解空间树中,按照深度优先搜索的策略,从根结点出发深度探索解空间树。
当探索到某一结点时,要先判断该结点是否包含问题的解,如果包含,就从该结点出发继续探索下去,如果该结点不包含问题的解,则逐层向其祖先结点回溯.(其实回溯法就是对隐式图的深度优先搜索算法)。
若用回溯法求问题的所有解时,要回溯到根,且根结点的所有可行的子树都要已被搜索遍才结束.而若使用回溯法求任一个解时,只要搜索到问题的一个解就可以结束。
3、用回溯法解题的一般步骤:(1)针对所给问题,确定问题的解空间:首先应明确定义问题的解空间,问题的解空间应至少包含问题的一个(最优)解。
(2)确定结点的扩展搜索规则(3)以深度优先方式搜索解空间,并在搜索过程中用剪枝函数避免无效搜索。
4、算法框架(1)问题框架设问题的解是一个n维向量(a1,a2,………,an),约束条件是ai(i=1,2,3,…。
,n)之间满足某种条件,记为f(ai)。
(2)非递归回溯框架1:int a[n],i;2:初始化数组a[];3: i = 1;4: while (i〉0(有路可走)and (未达到目标)) // 还未回溯到头5:{6:if(i > n)// 搜索到叶结点7:{8: 搜索到一个解,输出;9: }10:else// 处理第i个元素11: {12:a[i]第一个可能的值;13: while(a[i]在不满足约束条件且在搜索空间内) 14:{15:a[i]下一个可能的值;16:}17: if(a[i]在搜索空间内)18: {19:标识占用的资源;20: i = i+1; // 扩展下一个结点21: }22: else23: {24:清理所占的状态空间;// 回溯25:i = i –1;26: }27: }(3)递归的算法框架回溯法是对解空间的深度优先搜索,在一般情况下使用递归函数来实现回溯法比较简单,其中i为搜索的深度,框架如下:1: int a[n];2:try(int i)3:{4:if(i>n)5: 输出结果;6:else7:{8: for(j = 下界; j 〈= 上界; j=j+1) // 枚举i所有可能的路径9:{10: if(fun(j)) // 满足限界函数和约束条件11: {12: a[i]= j;13:。