深搜(DFS) 之 一些简单例题

深度优先搜索( DFS, Depth-First Search)是搜索的手段之-一 。它从某个状态开始,不断地转移
状态直到无法转移,然后回退到前一步的状态 ,继续转移到其他状态,如此不断重复,直至找到
最终的解。

例如求解数独,首先在某个格子内填人适当的数字,然后再继续在下一个格子内填入
数字,如此继续下去。如果发现某个格子无解了,就放弃前一个格子上选择的数字,改用其他可
行的数字。

根据深度优先搜索的特点,采用递归函数实现比较简单。

部分和问题
题目

给定整数a1、a2、…、an,判断是否可以从中选出若干数,使它们的和恰好为k。

限制条件

  • 1 ≤ n ≤ 20
  • -10^8 ≤ a ≤ 10^8
  • -10^8 ≤ k ≤ 10^8
样例
  • 样例一:
  • 输入:

n = 4
a = {1, 2, 4, 7}
k = 13

  • 输出:

Yes (13 = 2 + 4 + 7)

  • 样例二:
  • 输入:

n = 4
a = {1, 2, 4, 7}
k = 15

  • 输出:

No

题解

从a开始按顺序决定每个数加或不加,在全部n个数都决定后再判断它们的和是不是k即可。

因为状态数是2"+1,所以复杂度是0(2")。注意a的下标与题目描述中的下标偏移了1。

在程序中使用的是0起始的下标规则,题目描述中则是1开始的,这一点要注意避免搞混。

//输入
int n, k;
int a[MAX_N];

//在得到前i项的和sum的基础上,对i项之后分支的进行计算
bool dfs(int i, int sum){

    //最终判断sum是否与k相等
    if (i == k) return sum == k;

    //不加上a[i]的情况
    if (dfs(i + 1, sum)) return true;

    //加上a[i]的情况
    if (dfs(i + 1, sum + a[i])) return true;

    //都不能凑成k,就返回false
    return false;
}

void solve(){
    if (dfs(0, 0))
        printf("true");
    else
        printf("false");
}
Lake Counting
题目

有一个大小为N x M的园子,雨后积起了水。八连通的积水被认为是连接在一起的。请求出
园子里总共有多少水洼?(八连通指的是下图中相对W的 **。**的部分)

。。。
。W 。
。。。

限制条件
N,M≤100

样例

输入:

N=10,M=12

园子如下图( ‘W’表示积水,’. '表示没有积水)

W 。。。。。。。。W W 。
。WWW 。。。。。WWW
。。。。WW 。。。WW 。
。。。。。。。。。WW 。
。。。。。。。。。W 。。
。。W 。。。。。。W 。。
。W 。W 。。。。。WW 。
W 。W 。W 。。。。。W。
。W 。W 。。。。。。W 。
。。W 。。。。。。。W 。

输出:

3

题解

从任意的W开始,不停地把邻接的部分用’ 。‘代替。1次DFS后与初始的这个W连接的所有w就都被替换成了’ 。’,直到图中不再存在W为止,总共进行DFS的次数就是答案了。

8个方向共对应了8种状态转移,每个格子作为DFS的参数至多被调用一次,所以复杂度为O(8 x N x M)=O(N x M)。

int N, M;
char field[MAX_N][MAX_M + 1]; // 园子

void dfs(int x, int y){

    //将现在所在位置替换成 。
    field[x][y] = '.';

    //循环遍历该地点的8个方向
    for (int i = -1; i < 1; ++i) {
        for (int j = -1; j < 1; ++j) {
            int nx = x + i, ny = y + j;
            
            //判断旁边的点是否在院子内并且是否有水
            if (0 <= nx && nx < N && 0 <= ny && ny < M && field[nx][ny] == 'W')
                //将这些点的周围也扫描一遍,统统赋值为'.'
                dfs(nx, ny)
        }
    }

}

int solve(){
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        for (int j = 0; j < M; ++j) {
            if (field[i][j] == "W")
                dfs(i, j);
            result++;
        }
    }
    return result;
}