【DFS】模板及其应用

简介: 【DFS】模板及其应用



目录

⭐什么是dfs

排列型枚举(全排列)

排列型枚举(全排列变形)

组合型枚举

指数型枚举

dfs的应用

⭐什么是dfs

就是深度优先遍历,顾名思义,就是沿着一条路一直走到头,然后再回头


具体方法请看下面的题目


🚥🚥🚥🚥🚥🚥


排列型枚举(全排列)

94. 递归实现排列型枚举 - AcWing题库


把 1∼n 这 n 个整数排成一行后随机打乱顺序,输出所有可能的次序。


输入格式


一个整数 n。


输出格式


按照从小到大的顺序输出所有方案,每行 1 个。


首先,同一行相邻两个数用一个空格隔开。


其次,对于两个不同的行,对应下标的数一一比较,字典序较小的排在前面。


image.png

image.png

从一条路遍历到头后,然后再回溯

#include<iostream>
using namespace std;
const int N=100100;
int a[N],b[N];
int n,m;
void dfs(int x)
{
    if(x==m+1)
    {
        for(int i=1;i<=m;i++)
        {
            printf("%d ",a[i]);
        }
        return;
    }
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        if(b[i]==0)
        {
            a[x]=i;//这里是x
            b[i]=1;
            dfs(x+1);
            b[i]=0;
        }
    }
    return;
}
int main()
{
    cin>>m;
    dfs(1);
}

🚕🚕🚕🚕🚕🚕

排列型枚举(全排列变形)

1537. 递归实现排列类型枚举 II - AcWing题库

给定一个长度为 n 的可包含重复数字的序列,请你求出其所有不重复的全排列。


输入格式


第一行包含整数 n。


第二行包含 n个整数。


输出格式


输出所有的不同排列,每种排列占一行。


在确定每种排列的输出顺序时,第一个数较小的先输出,第一个数相同时,第二个数较小的先输出,以此类推

image.png

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 10;
int n;
int a[N], nums[N];         
bool st[N];
void dfs(int u)
{
    if (u == n)
    {
        for (int i = 0; i < n; i ++ ) cout << nums[i] << ' ';
        cout << endl;
        return;
    }
    for (int i = 0; i < n; i ++ )
        if (!st[i])
        {
            nums[u] = a[i];
            st[i] = true;
            dfs(u + 1);         
            st[i] = false;      //还原现场
            while (i + 1 < n && a[i + 1] == a[i]) i ++ ;        //跳过重复的
        }
}
int main()
{
    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; i ++ ) cin >> a[i];
    sort(a, a + n);     //排序后重复的数字就会排在一起,便于去重
    dfs(0);
    return 0;
}

🚕🚕🚕🚕🚕🚕


组合型枚举

93. 递归实现组合型枚举 - AcWing题库


从 1∼n 这 n 个整数中随机选出 m 个,输出所有可能的选择方案。


输入格式


两个整数 n,m ,在同一行用空格隔开。


输出格式


按照从小到大的顺序输出所有方案,每行 1 个。


首先,同一行内的数升序排列,相邻两个数用一个空格隔开。


其次,对于两个不同的行,对应下标的数一一比较,字典序较小的排在前面


(例如 1 3 5 7 排在 1 3 6 8 前面)。

image.png

#include <iostream>
using namespace std;
int n,m;
const int N=100010;
int a[N],b[N];
void dfs(int x, int start)
{
    if(x+n-start < m)
        return;
    if(x == m+1)
    {
        for(int i = 1; i <= m; i++)
            printf("%d ", a[i]);
        puts("");
        return;
  }
    for(int i = start; i <= n; i++)// i从start开始  i<= n
    {
      if(b[i]==0)
        {
          a[x]=i;//是x
          b[i]=1;
          dfs(x+1, i+1);
          b[i]=0;
    }
    }
    return;
}
int main()
{
    scanf("%d%d", &n, &m);
    dfs(1, 1);
    return 0;
}

🚕🚕🚕🚕🚕🚕


指数型枚举

92. 递归实现指数型枚举 - AcWing题库

题目描述

从 1~n 这 n 个整数中随机选取任意多个,输出所有可能的选择方案。


输入格式

输入一个整数n。


输出格式

每行输出一种方案。


同一行内的数必须升序排列,相邻两个数用恰好1个空格隔开。


对于没有选任何数的方案,输出空行。


本题有自定义校验器(SPJ),各行(不同方案)之间的顺序任意。

#include <iostream>
using namespace std;
typedef long long ll;
int n;
int a[20];
bool vis[20];
// 一共tar个坑,当前枚举到第pos个坑
void dfs(int pos, int tar) {
    if (pos == tar + 1) {
        for (int i = 1; i <= tar; i ++ ) cout << a[i] << " ";
        cout << endl;
        return ;
    }
    // 选数填坑
    for (int i = 1; i <= n; i ++) {
        if (!vis[i]) {
            vis[i] = true; a[pos] = i;
            dfs (pos + 1, tar);
            vis[i] = false;
        }
    }
}
int main() {
    cout << endl; // 不取
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; i ++ )//主要是这一步,控制了每次取的数字个数不同
        dfs(1, i);
    return 0;
}

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dfs的应用

4868. 数字替换 - AcWing题库


给定两个整数 n,x。


你可以对 x 进行任意次以下操作:


选择 x 的一位数字 y,将 x 替换为 x*y。

请你计算通过使用上述操作,将 x变为一个 n 位数字(不含前导 0),所需要的最少操作次数。


例如,当 n=3,x=2时,对 2 进行如下 4 次操作,即可使其变为 3 位数字:


将 2 替换为 2×2=4。

将 4 替换为 4×4=16。

将 16 替换为 16×6=96。

将 96 替换为 96×9=864。

输入格式


共一行,包含两个整数 n,x。


输出格式


一个整数,表示将 x 变为一个 n 位数字,所需要的最少操作次数。


如果无解,则输出 -1。


image.png

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int INF = 1000;
int n;
int ans = INF;
void dfs(LL x, int d)
{
    bool st[10] = {0};
    int cnt = 0;
    for (LL y = x; y; y /= 10)
    {
        cnt ++ ;
        st[y % 10] = true;//把不同位数分开
    }
    if (d + n - cnt >= ans) return;//如果当前位数+结果要求的位数-当前的位数>=结果,不成立,结束运行
    if (cnt == n)
    {
        ans = d;
        return;
    }
    for (int i = 9; i >= 2; i -- )
        if (st[i])//如果存在这个位数
            dfs(x * i, d + 1);
}
int main()
{
    LL x;
    cin >> n >> x;
    dfs(x, 0);
    if (ans == INF) ans = -1;
    cout << ans << endl;
    return 0;
}

🚕🚕🚕🚕🚕🚕

Code over!

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