回溯算法详解

2022/1/19 14:52:43

本文主要是介绍回溯算法详解,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

回溯算法详解

在图 1 中找到从 A 到 K 的行走路线,一些读者会想到用穷举算法(简称穷举法),即简单粗暴地将从 A 出发的所有路线罗列出来,然后逐一筛选,最终找到正确的路线。

在这里插入图片描述

图 1 找从A到K的行走路线

图 1 中,从 A 出发的路线有以下几条:

A-B-C

A-B-D

A-E-F-G

A-E-F-H

A-E-J-I

A-E-J-K

穷举法会一一筛选这些路线,最终找到 A-E-J-K 。

本节要讲的回溯算法和穷举法很像,它也会把所有可能的方案都查看一遍,从中找到正确答案。不同之处在于,回溯算法查看每种方案时,一旦判定其不是正确答案,会立即以“回溯”的方式试探其它方案。

所谓“回溯”,其实就是回退、倒退的意思。仍以图 1 为例,回溯算法查找从 A 到 K 路线的过程是:

从 A 出发,先选择 A-B 路线;继续从 B 出发,先选择 B-C 路线;到达 C 点后发现无路可选,表明当前路线无法达到 K 点,该算法会立刻回退到上一个节点,也就是 B 点;

从 B 点出发,选择 B-D 路线,达到 D 点后发现无法到达 K 点,该算法再回退到 B 点;

从 B 点出发已经没有新的线路可以选择,该算法再次回退到 A 点,选择新的 A-E 路线;

继续以同样的方式测试 A-E-F-G、A-E-F-H、A-E-J-I 这 3 条线路后,最终找到 A-E-J-K 路线。

回溯算法采用“回溯”(回退)的方式对所有的可行方案做出判断,并最终找到正确方案。和穷举法相比,回溯算法的查找效率往往更高,因为在已经断定当前方案不可行的情况下,回溯算法能够“悬崖勒马”,及时转向去判断其它的可行方案。

回溯算法的应用场景

回溯算法经常以递归的方式实现,用来解决以下 3 类问题:
决策问题:从众多选择中找到一个可行的解决方案;
优化问题:从众多选择中找到一个最佳的解决方案;
枚举问题:找出能解决问题的所有方案。

用回溯算法解决的经典问题有 N皇后问题、迷宫问题等,我们会在后续章节给大家做详细地讲解。



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