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算法刷题 Day 24 | 回溯的理论基础 & 77. 组合

时间:2023-01-29 20:56:01浏览次数:71  
标签:24 剪枝 遍历 int 个数 77 算法 回溯 Day

今日内容:

  • 理论基础
  • 77. 组合

详细布置

理论基础

其实在讲解二叉树的时候,就给大家介绍过回溯,这次正式开启回溯算法,大家可以先看视频,对回溯算法有一个整体的了解。

题目链接/文章讲解:https://programmercarl.com/%E5%9B%9E%E6%BA%AF%E7%AE%97%E6%B3%95%E7%90%86%E8%AE%BA%E5%9F%BA%E7%A1%80.html

视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV1cy4y167mM

77. 组合

对着 在 回溯算法理论基础 给出的 代码模板,来做本题组合问题,大家就会发现 写回溯算法套路。

在回溯算法解决实际问题的过程中,大家会有各种疑问,先看视频介绍,基本可以解决大家的疑惑。

本题关于剪枝操作是大家要理解的重点,因为后面很多回溯算法解决的题目,都是这个剪枝套路。

题目链接/文章讲解:https://programmercarl.com/0077.%E7%BB%84%E5%90%88.html

视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV1ti4y1L7cv

剪枝操作:https://www.bilibili.com/video/BV1wi4y157er

Tips:回溯和递归是一体两面的,要记住它的使用场景:

  • 组合问题:N个数里面按一定规则找出k个数的集合
  • 切割问题:一个字符串按一定规则有几种切割方式
  • 子集问题:一个N个数的集合里有多少符合条件的子集
  • 排列问题:N个数按一定规则全排列,有几种排列方式
  • 棋盘问题:N皇后,解数独等等

在代码中,遍历的范围是可以剪枝优化的,怎么优化呢?

来举一个例子,n = 4,k = 4的话,那么第一层for循环的时候,从元素2开始的遍历都没有意义了。 在第二层for循环,从元素3开始的遍历都没有意义了。

这么说有点抽象,如图所示:

77.组合4

图中每一个节点(图中为矩形),就代表本层的一个for循环,那么每一层的for循环从第二个数开始遍历的话,都没有意义,都是无效遍历。

所以,可以剪枝的地方就在递归中每一层的for循环所选择的起始位置

如果for循环选择的起始位置之后的元素个数 已经不足 我们需要的元素个数了,那么就没有必要搜索了

注意代码中i,就是for循环里选择的起始位置。

for (int i = startIndex; i <= n; i++) {

接下来看一下优化过程如下:

  1. 已经选择的元素个数:path.size();

  2. 还需要的元素个数为: k - path.size();

  3. 在集合n中至多要从该起始位置 : n - (k - path.size()) + 1,开始遍历

为什么有个+1呢,因为包括起始位置,我们要是一个左闭的集合。

举个例子,n = 4,k = 3, 目前已经选取的元素为0(path.size为0),n - (k - 0) + 1 即 4 - ( 3 - 0) + 1 = 2。

从2开始搜索都是合理的,可以是组合[2, 3, 4]。

这里大家想不懂的话,建议也举一个例子,就知道是不是要+1了。

所以优化之后的for循环是:

for (int i = startIndex; i <= n - (k - path.size()) + 1; i++) // i为本次搜索的起始位置

我的题解:

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> result;
    vector<int> temp;
    void backtracking(int n, int k, int begin){
        if(temp.size() == k){
            result.push_back(temp);
            return;
        }

        // 这里进行了剪枝操作
        for(int i = begin;i <= n - (k - temp.size()) + 1;i++){
            temp.push_back(i);
            backtracking(n,k,i+1);
            temp.pop_back();
        }
        return;
    }
    vector<vector<int>> combine(int n, int k) {
        backtracking(n, k, 1);
        return result;
    }
};

标签:24,剪枝,遍历,int,个数,77,算法,回溯,Day
From: https://www.cnblogs.com/GavinGYM/p/17073794.html

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