7.2 算法设计与分析-分治法和回溯法

news2024/11/14 23:54:21

分治法

相对简单,考的概率比较低

分治法:对于一个规模为的问题,若该问题可以容易地解决则直接解决;否则将其分解为k个规模较小的子问题,这些子问题互相独立且与原问题形式相同,递归地解决这些子问题,然后将各子问题的解合并得到原问题的解。

步骤:分解(将原问题分解成一系列子问题求解(递归地求解各子问题,若子问题足够小,则直接求解)一合并(将子问题的解合并成原问题的解)。
凡是涉及到分组解决的都是分治法(二分查找、归并排序、求阶乘、斐波那契数列等)。

递归:指子程序(函数)直接调用自己或通过一系列调用语句间接调用自己,是一种描述问题和解决问题的常用方法。

递归两个基本要素:边界条件(确定递归何时终止,即递归出口)、递归模式(大问题如何分解成小问题即递归体)

示例:阶乘的定义
在这里插入图片描述
C语言实现:

int Factorial(int num){
	if(num == 0)
		return 1;
	if(num > 0)
		return num*Factorial(num-1);

如果num=5,f(5)= 5 * f(4) = 5 * (4 * f(3)) = 5 * 4 * (3 * f(2)) = 5 * 4 * 3 * (2 * f(1)) = 5 * 4 * 3 * 2 * (1 * f(0)) = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 * 1

回溯法

考的概率比较低
回溯法(Backtracking)是一种选优的暴力搜寻法。但是,由于暴力,回溯法的时间复杂度较高,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”

一般用于解决迷宫类的问题。其思路不难理解,想象一下你在走一个迷宫,当在一个路口有A,B,C三条岔路的时候你要怎么办呢?大家可以很容易地想到先尝试道路A,如果走不通就回到这个路口尝试道路B,如果还走不通就尝试道路C,这就是一个典型地应用回溯法的例子。如果将目光着眼于整个迷宫就可以发现这个迷宫其实就是一颗多叉树,每个路口就是一个节点,每个路口的岔路就是这个节点的子树,在这颗多叉树上应用深度优先搜索就是回溯法。
8皇后:在8*8的棋盘格里放8个皇后的棋,要求每行每列每个对角线只能有一个皇后
在这里插入图片描述

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