python實現(xiàn)回溯算法案例

回溯法的基本思想:

回溯法(探索與回溯法)是一種選優(yōu)搜索法,又稱為試探法峻黍,按選優(yōu)條件向前搜索复隆,以達(dá)到目標(biāo)。但當(dāng)探索到某一步時姆涩,發(fā)現(xiàn)原先選擇并不優(yōu)或達(dá)不到目標(biāo)挽拂,就退回一步重新選擇,這種走不通就退回再走的技術(shù)為回溯法骨饿,而滿足回溯條件的某個狀態(tài)的點稱為“回溯點”亏栈。

經(jīng)典例子:

回溯法子集樹解決數(shù)字組合問題

1.問題:

找出從自然數(shù)1、2宏赘、3绒北、...、n中任取r個數(shù)的所有組合(組合需要有序)察署。

例如闷游,n=5,r=3的所有組合為:

1,2,3贴汪;1,2,4脐往;1,2,5;1,3,4扳埂;1,3,5业簿;1,4,5;2,3,4阳懂;2,3,5梅尤;2,4,5;3,4,5岩调;

圖一

2.分析:

1.解空間樹的動態(tài)搜索:在搜索至樹中任一節(jié)點時克饶,先判斷該節(jié)點對應(yīng)的部分是否是滿足約束條件,或者是否超出目標(biāo)函數(shù)的界誊辉,也就是判斷該節(jié)點是否包含問題的最優(yōu)解矾湃。如果肯定不包含,則跳過對該節(jié)點為根的子樹的搜索堕澄,即所謂的剪枝邀跃;否則霉咨,進(jìn)入該節(jié)點為根的子樹,繼續(xù)按照深度優(yōu)先策略搜索拍屑。

2.子集樹:但所有的問題是從n個元素的集合中找出滿足某種性質(zhì)的子集時途戒,相應(yīng)的解空間樹成為子集樹

3.此題中r=3的所有組合,相當(dāng)于元素個數(shù)為3的所有子集僵驰。因此喷斋,在遍歷子集樹的時候,對元素個數(shù)不為3的子樹剪枝即可蒜茴。

# Author:Iron

'''數(shù)字組合問題'''

n = 5

r = 3

a = [1,2,3,4,5] # 五個數(shù)字

x = [0]*n # 一個解(n元0,1數(shù)組) 固定長度

X = []? # 一組解

def conflict(k):

? global n, r, x

? if sum(x[:k+1]) > r: # 部分解的長度超出r

? ? return True

? if sum(x[:k+1]) + (n-k-1) < r: # 部分解的長度加上剩下長度不夠r

? ? return True

? return False # 無沖突

# 套用子集樹模板

def comb(k): # 到達(dá)第k個元素

? global n, x, X

? if k >= n: # 超出最尾的元素

? ? #print(x)

? ? X.append(x[:]) # 保存(一個解)

? else:

? ? for i in [1, 0]: # 遍歷元素 a[k] 的兩種選擇狀態(tài):1-選擇星爪,0-不選

? ? ? x[k] = i

? ? ? if not conflict(k): # 剪枝

? ? ? ? comb(k+1)

# 根據(jù)一個解x,構(gòu)造對應(yīng)的一個組合

def get_a_comb(x):

? global a

? return [y[0] for y in filter(lambda s:s[1]==1, zip(a, x))]

# 根據(jù)一組解X粉私,構(gòu)造對應(yīng)的一組組合

def get_all_combs(X):

? return [get_a_comb(x) for x in X]

# 測試

comb(0)

print(X)

print(get_all_combs(X))

#運行結(jié)果

'''

[[1, 1, 1, 0, 0], [1, 1, 0, 1, 0], [1, 1, 0, 0, 1], [1, 0, 1, 1, 0],

[1, 0, 1, 0, 1], [1, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 1, 0], [0, 1, 1, 0, 1],

[0, 1, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1, 1]]

[[1, 2, 3], [1, 2, 4], [1, 2, 5], [1, 3, 4], [1, 3, 5], [1, 4, 5],

[2, 3, 4], [2, 3, 5], [2, 4, 5], [3, 4, 5]]

'''

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末顽腾,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子诺核,更是在濱河造成了極大的恐慌抄肖,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 216,651評論 6 501
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件窖杀,死亡現(xiàn)場離奇詭異漓摩,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機入客,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 92,468評論 3 392
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門幌甘,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人痊项,你說我怎么就攤上這事锅风。” “怎么了鞍泉?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 162,931評論 0 353
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵皱埠,是天一觀的道長。 經(jīng)常有香客問我咖驮,道長边器,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,218評論 1 292
  • 正文 為了忘掉前任托修,我火速辦了婚禮忘巧,結(jié)果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘睦刃。我一直安慰自己砚嘴,他們只是感情好,可當(dāng)我...
    茶點故事閱讀 67,234評論 6 388
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著际长,像睡著了一般耸采。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上工育,一...
    開封第一講書人閱讀 51,198評論 1 299
  • 那天坝橡,我揣著相機與錄音专缠,去河邊找鬼。 笑死祭阀,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛踱蠢,可吹牛的內(nèi)容都是我干的转锈。 我是一名探鬼主播锐涯,決...
    沈念sama閱讀 40,084評論 3 418
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼关噪,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了蜕提?” 一聲冷哼從身側(cè)響起森书,我...
    開封第一講書人閱讀 38,926評論 0 274
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤靶端,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎谎势,沒想到半個月后,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體杨名,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,341評論 1 311
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡脏榆,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 37,563評論 2 333
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了台谍。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片须喂。...
    茶點故事閱讀 39,731評論 1 348
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖趁蕊,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出坞生,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤掷伙,帶...
    沈念sama閱讀 35,430評論 5 343
  • 正文 年R本政府宣布是己,位于F島的核電站,受9級特大地震影響任柜,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏卒废。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 41,036評論 3 326
  • 文/蒙蒙 一宙地、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望摔认。 院中可真熱鬧,春花似錦宅粥、人聲如沸参袱。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,676評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽蓖柔。三九已至辰企,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間况鸣,已是汗流浹背牢贸。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,829評論 1 269
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留镐捧,地道東北人潜索。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 47,743評論 2 368
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像懂酱,于是被迫代替她去往敵國和親竹习。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點故事閱讀 44,629評論 2 354

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容