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用递归方法编写的问题解决程序具有 结构清晰 , 可读性强 等优点,且递归算法的设计比非递归算法的设计往往要容易一些,所以当问题本身是递归定义的,或者问题所涉及到的数据结构是递归定义的,或者是问题的解决方法是递归形式的时候,往往采用递归算法来解决.
递归算法在 可计算性理论 中占有重要地位,它是算法设计的有力工具,对于拓展编程思路非常有用。就递归算法而言并不涉及高深数学知识,只不过初学者要建立起递归概念不十分容易.
我们先从一个最简单的例子导入.
求 斐波那契数列 的第n位(C++代码):
1 #include <bits/stdc++.h> 2 using namespace std; 3 4 int fibonacci( int n) { 5 if (n <= 1 ) { 6 return n; 7 } else { 8 return fibonacci(n- 1 ) + fibonacci(n- 2 ); 9 } 10 } 11 12 int main() { 13 int n ; 14 cin >> n ; 15 printf( " 斐波那契数列前 %d 项为:\n " , n); 16 for ( int i = 1 ; i <= n; i++ ) { 17 printf( " %d " , fibonacci(i)); 18 } 19 printf( " \n " ); 20 return 0 ; 21 }
回溯法的实现过程通常采用递归的方式,每次递归都会尝试一种可能的情况,如果这种情况不符合要求,就回溯到上一层递归,尝试其它的情况。在回溯的过程中,需要记录已经尝试过的情况,以避免重复计算.
回溯法的时间复杂度通常比较高,因为它需要搜索所有可能的情况。但是,在一些特殊的情况下,回溯法可以通过剪枝等优化技巧来提高效率.
1 #include <bits/stdc++.h> 2 3 #define MAX_N 100 // 最大的问题规模 4 5 int n; // 问题规模 6 int a[MAX_N]; // 存储解的数组 7 8 // 检查当前解是否合法 9 int check( int cur) { 10 // TODO: 根据具体问题实现 11 } 12 13 // 回溯函数 14 void backtrack( int cur) { 15 if (cur == n) { // 找到一个解 16 // TODO: 处理解的代码 17 return ; 18 } 19 for ( int i = 0 ; i < n; i++) { // 枚举当前位置的所有可能取值 20 a[cur] = i; // 尝试将当前位置设为i 21 if (check(cur)) { // 如果当前解合法 22 backtrack(cur + 1 ); // 继续搜索下一个位置 23 } 24 } 25 } 26 27 int main() { 28 // TODO: 读入问题规模n和其它必要的输入 29 backtrack( 0 ); // 从第0个位置开始搜索 30 return 0 ; 31 }
在实际使用中,需要根据具体问题实现check函数和处理解的代码.
下面是一个八皇后问题的回溯法实现:
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 4 const int N = 8 ; 5 int queen[N]; // 存放每一行皇后所在的列号 6 7 bool check( int row, int col) // 判断当前位置是否可以放置皇后 8 { 9 for ( int i = 0 ; i < row; i++ ) 10 { 11 if (queen[i] == col || abs(row - i) == abs(col - queen[i])) 12 return false ; 13 } 14 return true ; 15 } 16 17 void backtrack( int row) // 回溯函数 18 { 19 if (row == N) // 找到一组解 20 { 21 for ( int i = 0 ; i < N; i++ ) 22 cout << queen[i] << " " ; 23 cout << endl; 24 return ; 25 } 26 27 for ( int col = 0 ; col < N; col++) // 枚举当前行所有可能的列 28 { 29 if (check(row, col)) // 如果当前位置可以放置皇后 30 { 31 queen[row] = col; // 记录当前皇后所在的列号 32 backtrack(row + 1 ); // 继续搜索下一行 33 } 34 } 35 } 36 37 int main() 38 { 39 backtrack( 0 ); 40 return 0 ; 41 }
在上面的代码中,check函数用于判断当前位置是否可以放置皇后,backtrack函数用于搜索所有可能的情况。在搜索过程中,queen数组用于记录每一行皇后所在的列号.
回溯法是一种非常实用的算法,它可以解决很多组合优化问题。但是,由于回溯法的时间复杂度较高,因此在实际应用中需要注意优化.
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最后此篇关于递归与回溯法的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于递归与回溯法的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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