回溯算法总结
回溯算法就是递归嵌套for循环,是一种暴力搜索查找方法,可以通过剪枝来提高效率。回溯算法解决的问题都可以抽象为树形结构,因为回溯法解决的都是在集合中递归查找子集,集合的大小就构成了树的宽度,递归的深度就构成了树的深度。
1.回溯算法的应用问题
- 组合问题:N个数里面按一定规则找出K个数的集合
- 排列问题:N个数按一定规则全排列,有几种排列方式
- 切割问题:一个字符串按一定规则有几种切割方式
- 子集问题:一个N个数的集合里有多少复合条件的子集
- 棋盘问题:N皇后,解数独等等
2.回溯算法模板
- 回溯函数模板返回值以及参数
回溯算法函数习惯命名为backtracking
回溯算法中函数返回值一般为void
回溯算法一般是先写逻辑再确定参数
void backtracking(参数);
- 回溯算法终止条件
对于树形结构, 一般搜索到叶子节点也就找到了满足条件的一条答案,把找个答案存放起来,并结束本层递归。
所以回溯函数的终止条件伪代码如下:
if (终止条件) {
存放结果;
return;
}
-回溯搜索的遍历过程
回溯法一般是在集合中递归搜索,集合的大小构成树的宽度,递归深度构成树的的深度。
回溯函数遍历过程的伪代码如下:
for(选择:本层集合中元素(树中节点孩子的数量就是集合的大小) ) {
处理节点;
backtracking(路径,选择列表) //递归
回溯,撤销处理结果;//撤销处理结果是重点
}
3.以组合问题为例
力扣77题:https://leetcode-cn.com/problems/combinations/
给定两个整数 n 和 k,返回 1 … n 中所有可能的 k 个数的组合。
输入: n = 4, k = 2
输出:
[
[2,4],
[3,4],
[2,3],
[1,2],
[1,3],
[1,4],
]
Class Solution {
List<Integer> path = new ArrayList<>();//用于存放搜索的路径
List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();//用于存放所有满足条件的路径
public List<List<Integer>> combine(int n, int k) {
if (n < k) return null;
backtracking(n, k, 1);
return res;
}
public void backtracking( int n, int k, int startIn) {
if (path.size() == k) {//递归终止条件
res.add(path);
return;
}
for ( int i = startIn; i <= n; i++) {
path.add(i);
bactracking(n, k, i+1);//递归的时候注意修改条件为子集合,这里就是i+1
path.remove(path.size()-1);//回溯,撤销处理结果
}
//加入剪枝,加速计算,要选够k个元素,至少要从n-k+1开始,考虑到path中已有元素,则递归条件中至少要从n-(k-path.size()+1开始
/*
for ( int i = startIn; i <= n-(k-path.size()+1; i++) {
path.add(i);
bactracking(n, k, i+1);//递归的时候注意修改条件为子集合,这里就是i+1
path.remove(path.size()-1);//回溯,撤销处理结果
}
*/
}
}
最后感谢Carl大神带飞!