当所给问题是从n个元素的集合S中找出满足某种性质的子集时,解空间为子集树。
当所给问题是从n个元素的集合S中找出满足某种性质的排列时,解空间为排列树。
回溯法搜索子集树算法描述为:
void backtrack(int t)
{
if(t>n) output(x);
else
for(int i=0; i<=1; i++)
{
x[t] = i;
if(constraint(t) && bound(t)) backtrack(t+1);
}
}
回溯法搜索排列树的描述为:
void backtrack(int t)
{
if(t>n) output(x);
else
for(int i=t; i<n; i++)
{
swap(x[t], x[i]);
if(constraint(t) && bound(t)) backtrack(t+1);
swap(x[t], x[i]);
}
}
void Backtrack(int t,int *x)
{
int i;
if(t>n)
{
cout<<“全排列的结果:”;…………………………………… ④
Output(x);
}
else
{
for(i=t;i<=n;i++)
{
swap(x[t],x[i]); ………………………………………………①
Backtrack(t+1,x); ……………………………………………②
swap(x[i],x[t]); ………………………………………………③
}
}
}
以n=3 为例说明递归的执行过程:
初始化x[]={1,2,3}
开始时:t=1,n=3;
进入Backtrack(1) 此时t=1,i=1,执行①此时x[1]=1与x[1]=1交换,然后执行②进入t=1,i=1的Backtrack(2)执行t=2,i=2的①x[2]=2与x[2]=2交换,然后执行②进入t=2,i=2的Backtrack(3)执行t=3,i=3的①x[3]=3与x[3]=3交换,然后执行②进入Backtrack(4)输出x序列(1,2,3)。返回到Backtrack(3)层执行t=3,i=3的③x[3]=3与x[3]=3(即还原成原序列),返回到t=2,i=2的Backtrack(2)层执行③x[2]=2与x[2]=2交换,至此t=2,i=2执行完成。
下面开始执行t=2,i=3执行①此时x[2]=2与x[3]=3交换然后执行②进入t=2,i=3的Backtrack(3)执行t=3,i=3的①x[3]=3与x[3]=3交换,然后执行②进入Backtrack(4)输出x序列(1,3,2)。返回到Backtrack(3)层执行t=3,i=3的③x[3]=3与x[3]=3(即还原成原序列1,3,2),返回到t=2,i=2的Backtrack(2)层执行③x[2]=3与x[3]=2(即还原成原序列1,2,3)交换,至此t=2,i=3执行完成。
至此t=1,i=1执行完成,
下面关于执行t=1,i=2和t=1,i=3的过程与t=1,i=1类似。
代码:
#include”iostream”
using namespace std;
int n,m;
void Output(int *x)
{
for(int i=1;i<=m;i++)
cout<<x[i]<<ends;
cout<<endl;
}
void swap(int &a,int&b)//要用引用
{
int p;
p=a;
a=b;
b=p;
}
void Backtrack(int t,int *x)
{
int i;
if(t>m)
{
//cout<<“全排列的结果:”;
Output(x);
}
else
{
for(i=t;i<=n;i++)
{
swap(x[t],x[i]);
// cout<<“i=”<<i<<“,”<<“t=”<<t<<“交换后的结果:”;
// Output(x);
Backtrack(t+1,x);
swap(x[i],x[t]);
}
}
}
void main()
{
int *x;
cin>>n>>m;
x=new int[n+1];
for(int i=1;i<=n;i++)
x[i]=i;
Backtrack(1,x);
delete []x;
}