day20回溯算法&组合问题

发布于:2022-10-14 ⋅ 阅读:(489) ⋅ 点赞:(0)

1.回溯的本质:

  • 回溯法也可以叫做回溯搜索法,它是一种搜索的方式。
  • 回溯的本质是穷举,穷举所有可能,然后选出我们想要的答案

2.回溯法解决的问题:

  • 组合问题:N个数里面按一定规则找出k个数的集合
  • 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符合条件的子集
  • 排列问题:N个数按一定规则全排列,有几种排列方式
  • 棋盘问题:N皇后,解数独等等

3.回溯模板:

void backtracking(参数) {
    if (终止条件) {
        存放结果;
        return;
    }

    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
    }
}

4.力扣77(组合问题)

        

        在回溯中,我们可以把递归和回溯的过程想象成一棵二叉树,每次取一位元素,且当path的长度为k时,那就说明我们遍历到了叶子节点的位置,我们就把结果入结果队列;在相等之前我们要递归遍历元素。下面用回溯三部曲解决问题:

  • 递归函数的返回值以及参数:在这里要定义两个全局变量,一个用来存放符合条件单一结果,一个用来存放符合条件结果的集合
   LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();
   List<List<Integer>> res = new ArrayList(); 
   public void back(int n, int k,int startIndex) 
  • 回溯函数终止条件:path这个数组的大小如果达到k,说明我们找到了一个子集大小为k的组合了,path存的就是根节点到叶子节点的路径。
        if(path.size()==k){
            res.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }
  • 单层搜索的过程:for循环每次从startIndex开始遍历,然后用path保存取到的节点i,然后递归遍历子集合,最后回溯弹出节点值。
//这里我们直接加上了剪枝操作,剪枝操作也就是对终止的条件进行收缩,除去不必要的递归遍历过程
        for(int i=startIndex;i<=n-(k-path.size())+1;i++){
            path.add(i);
            back(n,k,i+1);
            path.removeLast();
        }

整体代码:

   LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();
    List<List<Integer>> res = new ArrayList();
    public List<List<Integer>> combine(int n, int k) {
        back(n,k,1);
        return res;
    }
    public void back(int n, int k,int startIndex) {
        if(path.size()==k){
            res.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }
        for(int i=startIndex;i<=n-(k-path.size())+1;i++){
            path.add(i);
            back(n,k,i+1);
            path.removeLast();
        }
    }


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