python回溯演算法 小白帶你學 回溯演算法

2021-10-11 11:18:45 字數 2282 閱讀 1205

本期演算法講解思路:

白話演算法->演算法思路->例項:八皇后問題->例項:01揹包問題->演算法教你玩數獨

白話演算法

回溯法(back tracking)(探索與回溯法)是一種選優搜尋法,又稱為試探法,按選優條件向前搜尋,以達到目標。但當探索到某一步時,發現原先選擇並不優或達不到目標,就退回一步重新選擇,這種走不通就退回再走的技術為回溯法,而滿足回溯條件的某個狀態的點稱為「回溯點」。

白話:回溯法可以理解為通過選擇不同的岔路口尋找目的地,乙個岔路口乙個岔路口的去嘗試找到目的地。如果走錯了路,繼續返回來找到岔路口的另一條路,直到找到目的地。

例項一:八皇后問題

八皇后問題是乙個古老而著名的問題,是回溯演算法的典型例題。該問題是十九世紀著名的數學家高斯2023年提出:在8x8格的西洋棋上擺放八個皇后(棋子),使其不能互相攻擊,即任意兩個皇后都不能處於同一行、同一列或同一斜線上。

八皇后問題解題思路:

問題簡化:下面我們將八皇后問題轉化為四皇后問題,並用回溯法來找到它的解

目的:在4x4棋盤上,使得4個皇后不能在同行同列以及同斜線上。

step1

嘗試先放置第一枚皇后,被塗黑的地方是不能放皇后

step2

第二行的皇后只能放在第三格或第四格,比方我們放第三格,則:

此時我們也能理解為什麼叫皇后問題了,皇后旁邊容不下其他皇后。而在同乙個房間放下四個皇后確實是個不容易的問題。

step3

可以看到再難以放下第三個皇后,此時我們就要用到回溯演算法了。我們把第二個皇后更改位置,此時我們能放下第三枚皇后了。

step4

雖然是能放置第三個皇后,但是第四個皇后又無路可走了。返回上層呼叫(3號皇后),而3號也別無可去,繼續回溯上層呼叫(2號),2號已然無路可去,繼續回溯上層(1號),於是1號皇后改變位置如下,繼續回溯。

這就是回溯演算法的精髓,雖然沒有最終把問題解決,但是可以劇透一波,就是根據這個演算法,最終能夠把四位皇后放在4x4的棋盤裡。也能用同樣的方法解決了八皇后問題。下面我們用**解決八皇后問題。

**實現八皇后問題

我們將演算法也設定成兩步,

第一步 我們要判斷每次輸入的皇后是否在同一行同一列,或者同一斜線上。

bool is_ok(int row);

//查詢該行裡是否有這個值

bool  isvaild(int  count)

int i = count/9;

int j = count%9;

//檢測行

for(int iter = 0;iter!=j;iter++)

if(a[i][iter]==a[i][j])

return 1;

//檢測列

for(int iter=0;iter!=i;iter++)

if(a[iter][j]==a[i][j])

return 1;

//檢測九宮

for(int p =i/3*3;p

for(int q=j/3*3;q

if(p==i&&j==q)

continue;

if(a[p][q]==a[i][j])

return 1;

return 0;

void print()

cout<

for(int i=0;i<9;i++)

for(int j=0;j<9;j++)

cout<

cout<

cout<

void  first_chek(int count)

if(81 ==count)

print();

return;

int  i = count/9;   //列

int  j  = count%9;   //行

if(a[i][j]==0)

for(int n=1;n<=9;n++)

a[i][j] =  n;

if(!isvaild(count))  //這個值不衝突

first_chek(count+1)           }

a[i][j] = 0;

else

first_chek(count+1);

int main()

a[1][2] = 3;

a[5][3] = 9;

a[8][8] = 1;

a[4][4] = 4;

first_chek(0);

return 0;

其中2行3列、6行4列、9行9列、5行5列數字為已知。最後結果,

總結回溯法屬於深度優先搜尋,由於是全域性搜尋,複雜度相對高。

回溯演算法**:

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