什么是回溯算法-成都创新互联网站建设

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什么是回溯算法

本篇内容介绍了“什么是回溯算法”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!

成都创新互联公司长期为上千客户提供的网站建设服务,团队从业经验10年,关注不同地域、不同群体,并针对不同对象提供差异化的产品和服务;打造开放共赢平台,与合作伙伴共同营造健康的互联网生态环境。为路南企业提供专业的成都网站设计、成都网站制作,路南网站改版等技术服务。拥有十余年丰富建站经验和众多成功案例,为您定制开发。

Example 1:

Input: nums = [1,1,2]
Output:
[[1,1,2],
[1,2,1],
[2,1,1]]

Example 2:

Input: nums = [1,2,3]
Output: [[1,2,3],[1,3,2],[2,1,3],[2,3,1],[3,1,2],[3,2,1]]

Constraints:

  • 1 <= nums.length <= 8

  • -10 <= nums[i] <= 10

Analysis

回溯算法

与LeetCode - Medium - 46. Permutations类似,不同之处在于给定一个可包含重复数字的序列,要返回所有不重复的全排列,这里涉及到去重。

去重一定要对元素进行排序,这样我们才方便通过相邻的节点来判断是否重复使用。

以示例中的 [1,1,2]为例 (为了方便举例,已经排序)抽象为一棵树,去重过程如图:

什么是回溯算法

图中我们对同一树层,前一位(也就是nums[i-1])如果使用过,那么就进行去重。

拓展

去重最为关键的代码为:

if (used[i] || i > 0 && nums[i - 1] == nums[i] && !used[i - 1])
	continue;

如果将!used[i - 1]改成 used[i - 1], 结果也是正确的!很神奇

if (used[i] || i > 0 && nums[i - 1] == nums[i] && used[i - 1])
	continue;

这是为什么呢,就是上面我刚说的,如果要对树层中前一位去重,就用!used[i - 1]。如果要对树枝前一位去重用used[i - 1]。

对于排列问题,树层上去重和树枝上去重,都是可以的,但是树层上去重效率更高!

用[1,1] 来举一个例子。

树层上去重(!used[i - 1]),的树形结构如下:

什么是回溯算法

树枝上去重(used[i - 1])的树型结构如下:

什么是回溯算法

用[1,1,1] 来举一个例子。

树层上去重(!used[i - 1]),的树形结构如下:

什么是回溯算法 树枝上去重(used[i - 1])的树型结构如下: 什么是回溯算法 显然,树层上对前一位去重非常彻底,效率很高,树枝上对前一位去重虽然最后可以得到答案,但是做了很多无用搜索。

小结

树层上去重要加上!used[i - 1],似非而是,代码结合图加深理解吧!

参考

  1. 回溯算法:排列问题(二)

Submission

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class PermutationsII {
	public List> permuteUnique(int[] nums) {
		List> result = new ArrayList<>();
		List path = new ArrayList<>();
		boolean[] used = new boolean[nums.length];
		Arrays.sort(nums);
		backtracking(path, nums, used, result);
		return result;
	}

	private void backtracking(List path, int[] nums, boolean[] used, List> result) {
		if (path.size() == nums.length) {
			result.add(new ArrayList<>(path));
			return;
		}

		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
			if (used[i] || i > 0 && nums[i - 1] == nums[i] && !used[i - 1])
				continue;

			used[i] = true;
			path.add(nums[i]);
			backtracking(path, nums, used, result);
			path.remove(path.size() - 1);
			used[i] = false;
		}

	}

}

Test

import static org.junit.Assert.*;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

import static org.hamcrest.collection.IsIterableContainingInAnyOrder.containsInAnyOrder;

import org.hamcrest.Matcher;
import org.junit.Test;

@SuppressWarnings("unchecked")
public class PermutationsIITest {

	private final int[] array1 = {1, 1, 2};
	private final int[] array2 = {1, 2, 3};
	private final int[] array3 = {0, 1, 0, 0, 9};
	
	private final Matcher>> expected1 = containsInAnyOrder(Arrays.asList(1,1,2), // 
			Arrays.asList(1,2,1), Arrays.asList(2,1,1));
	private final Matcher>> expected2 = containsInAnyOrder(Arrays.asList(1,2,3), Arrays.asList(1,3,2),// 
			Arrays.asList(2,1,3), Arrays.asList(2,3,1), Arrays.asList(3,1,2), Arrays.asList(3, 2, 1));
	
	private final String expected3String = "[0,0,0,1,9],[0,0,0,9,1],[0,0,1,0,9],[0,0,1,9,0],[0,0,9,0,1],"//
									+ "[0,0,9,1,0],[0,1,0,0,9],[0,1,0,9,0],[0,1,9,0,0],[0,9,0,0,1],"//
									+ "[0,9,0,1,0],[0,9,1,0,0],[1,0,0,0,9],[1,0,0,9,0],[1,0,9,0,0],"//
									+ "[1,9,0,0,0],[9,0,0,0,1],[9,0,0,1,0],[9,0,1,0,0],[9,1,0,0,0]";
		
	private final Matcher>> expected3 = containsInAnyOrder(string2IntegerList(expected3String));
	
	@Test
	public void test() {
		PermutationsII obj = new PermutationsII();

		assertThat(obj.permuteUnique(array1), expected1);
		assertThat(obj.permuteUnique(array2), expected2);
		assertThat(obj.permuteUnique(array3), expected3);
	}
	
	private List[] string2IntegerList(String original){
		List[] result;
		original = original.substring(1, original.length() - 1);
		String[] strs = original.split("\\],\\[");
		result = new ArrayList[strs.length];
		for(int i = 0; i < strs.length; i++) {
			String[] nums = strs[i].split(",");
			List list = new ArrayList<>();
			for(String num : nums) {
				list.add(Integer.valueOf(num));
			}
			result[i] = list;
		}
		return result;
	}
	
	
	@Test
	public void testString2IntegerList() {
		String str = "[0,0,0,1,9],[0,0,0,9,1],[0,0,1,0,9],[0,0,1,9,0],[0,0,9,1,0],"
				+ "[0,0,9,0,1],[0,1,0,0,9],[0,1,0,9,0],[0,1,9,0,0],[0,9,0,1,0],"
				+ "[0,9,0,0,1],[0,9,1,0,0],[0,9,0,1,0],[0,9,0,0,1],[1,0,0,0,9],"
				+ "[1,0,0,9,0],[1,0,9,0,0],[1,9,0,0,0],[9,0,0,1,0],[9,0,0,0,1],"
				+ "[9,0,1,0,0],[9,0,0,1,0],[9,0,0,0,1],[9,1,0,0,0],[9,0,0,1,0],"
				+ "[9,0,0,0,1],[9,0,1,0,0],[9,0,0,1,0],[9,0,0,0,1]";
		System.out.println(string2IntegerList(str));
	}
	
}

“什么是回溯算法”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注创新互联网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!


标题名称:什么是回溯算法
网站URL:http://kswsj.cn/article/ghspsd.html

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