回溯算法的基本思想

简介: 本节介绍回溯算法,通过图1中从A到K的路径查找示例,说明其与穷举法的异同。回溯算法通过“回退”机制高效试探各种路径,适用于决策、优化和枚举问题。

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。


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。
相关文章
|
1月前
|
机器学习/深度学习 算法 C++
【DFS/回溯算法】2016年蓝桥杯真题之路径之谜详解
题目要求根据城堡北墙和西墙箭靶上的箭数,推断骑士从西北角到东南角的唯一路径。每步移动时向正北和正西各射一箭,同一格不重复经过。通过DFS回溯模拟“拔箭”过程,验证路径合法性。已知箭数约束路径唯一,最终按编号输出行走顺序。
|
4月前
|
存储 缓存 算法
什么是回溯算法
回溯算法是一种通过尝试所有可能路径寻找问题解的策略,采用深度优先搜索与状态重置机制。它适用于组合、排列、棋盘等需枚举所有可能解的问题,核心思想包括DFS遍历、剪枝优化与状态恢复。尽管时间复杂度较高,但通过合理剪枝可显著提升效率,是解决复杂搜索问题的重要方法。
218 0
|
8月前
|
算法 Java
算法系列之回溯算法求解数独及所有可能解
数独求解的核心算法是回溯算法。回溯算法是一种通过逐步构建解决方案并在遇到冲突时回退的算法。具体来说,我们尝试在空格中填入一个数字,然后递归地继续填充下一个空格。如果在某个步骤中发现无法继续填充,则回退到上一步并尝试其他数字。
325 11
算法系列之回溯算法求解数独及所有可能解
|
9月前
|
算法 Java
算法系列之回溯算法
回溯算法(Backtracking Algorithm)是一种通过穷举来解决问题的方法,它的核心思想是从一个初始状态出发,暴力搜索所有可能的解决方案,遇到正确解将其记录,直到找到了所有的解或者尝试了所有的可能为止。
296 4
算法系列之回溯算法
|
存储 算法 安全
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之串(12)【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丟脸好嘛?】
数据结构与算法系列学习之串的定义和基本操作、串的储存结构、基本操作的实现、朴素模式匹配算法、KMP算法等代码举例及图解说明;【含常见的报错问题及其对应的解决方法】你个小黑子;这都学不会;能不能不要给我家鸽鸽丢脸啊~除了会黑我家鸽鸽还会干嘛?!!!
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之串(12)【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丟脸好嘛?】
|
算法 安全 搜索推荐
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习(8)【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
数据结构王道第2.3章之IKUN和I原达人之数据结构与算法系列学习x单双链表精题详解、数据结构、C++、排序算法、java、动态规划你个小黑子;这都学不会;能不能不要给我家鸽鸽丢脸啊~除了会黑我家鸽鸽还会干嘛?!!!
|
存储 算法 安全
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之顺序表【无论是王道考研人还真爱粉都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
顺序表的定义和基本操作之插入;删除;按值查找;按位查找等具体详解步骤以及举例说明
|
算法 安全 搜索推荐
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之单双链表精题详解(9)【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
数据结构王道第2.3章之IKUN和I原达人之数据结构与算法系列学习x单双链表精题详解、数据结构、C++、排序算法、java、动态规划你个小黑子;这都学不会;能不能不要给我家鸽鸽丢脸啊~除了会黑我家鸽鸽还会干嘛?!!!
|
存储 Web App开发 算法
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之单双链表【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
数据结构之单双链表按位、值查找;[前后]插入;删除指定节点;求表长、静态链表等代码及具体思路详解步骤;举例说明、注意点及常见报错问题所对应的解决方法
|
算法 安全 NoSQL
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之栈和队列精题汇总(10)【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
数据结构王道第3章之IKUN和I原达人之数据结构与算法系列学习栈与队列精题详解、数据结构、C++、排序算法、java、动态规划你个小黑子;这都学不会;能不能不要给我家鸽鸽丢脸啊~除了会黑我家鸽鸽还会干嘛?!!!

热门文章

最新文章