dfs

深度优先搜索(DFS,Depth-First Search)是搜索的手段之一。它从某个状态开始,不断地转移状态直到无法转移,然后回退到前一步的状态,继续转移到其他状态,如此不断重复,直至找到最终的解。例如求解数独,首先在某个格子内填入适当的数字,然后再继续在下一个格子内填入数字,如此继续下去。如果发现某个格子无解了,就放弃前一个格子上选择的数字,改用其他可行的数字。根据深度优先搜索的特点,采用递归函数实现比较简单。

《dfs》[+]查看原图
状态转移的顺序

我们来试着解答一下下面的题目:

部分和问题
给定整数a1、a2、…、an,判断是否可以从中选出若干数,使它们的和恰好为k。

限制条件

  • 1 ≤ n ≤ 20
  • -108 ≤ ai ≤ 108
  • -108 ≤ k ≤ 108

样例1

n=4 a={1,2,4,7} k=13

输入

n=4 a={1,2,4,7} k=13

输出

Yes (13 = 2 + 4 + 7)

样例2

输入

n=4 a={1,2,4,7} k=15

输出

No

从a1开始按顺序决定每个数加或不加,在全部n个数都决定后再判断它们的和是不是k即可。因为状态数是2n+1,所以复杂度是O(2n)。如何实现这个搜索,请参见下面的代码。注意a的下标与题目描述中的下标偏移了1。在程序中使用的是0起始的下标规则,题目描述中则是1开始的,这一点要注意避免搞混。

《dfs》[+]查看原图
状态转移的样子

// 输入 int a[MAX_N]; int n, k; // 已经从前i项得到了和sum,然后对于i项之后的进行分支 bool dfs(int i, int sum) { // 如果前n项都计算过了,则返回sum是否与k相等 if (i == n) return sum == k; // 不加上a[i]的情况 if (dfs(i + 1, sum)) return true; // 加上a[i]的情况 if (dfs(i + 1, sum + a[i])) return true; // 无论是否加上a[i]都不能凑成k就返回false return false; } void solve() { if (dfs(0, 0)) printf("Yes\n"); else printf("No\n"); }

深度优先搜索从最开始的状态出发,遍历所有可以到达的状态。由此可以对所有的状态进行操作,或者列举出所有的状态。

Lake Counting (POJ No.2386)
有一个大小为N×M的园子,雨后积起了水。八连通的积水被认为是连接在一起的。请求出园子里总共有多少水洼?(八连通指的是下图中相对W的*的部分)
《dfs》
限制条件

  • N, M ≤ 100

样例

输入

N=10, M=12 园子如下图('W'表示积水,'.'表示没有积水) W........WW. .WWW.....WWW ....WW...WW. .........WW. .........W.. ..W......W.. .W.W.....WW. W.W.W.....W. .W.W......W. ..W.......W.

输出

3

从任意的W开始,不停地把邻接的部分用’.’代替。1次DFS后与初始的这个W连接的所有W就都被替换成了’.’,因此直到图中不再存在W为止,总共进行DFS的次数就是答案了。8个方向共对应了8种状态转移,每个格子作为DFS的参数至多被调用一次,所以复杂度为O(8×N×M)=O(N×M)。

// 输入 int N, M; char field[MAX_N][MAX_M + 1]; // 园子 // 现在位置(x,y) void dfs(int x, int y) { // 将现在所在位置替换为. field[x][y] = '.'; // 循环遍历移动的8个方向 for (int dx = -1; dx <= 1; dx++) { for (int dy = -1; dy <= 1; dy++) { // 向x方向移动dx,向y方向移动dy,移动的结果为(nx,ny) int nx = x + dx, ny = y + dy; // 判断(nx,ny)是不是在园子内,以及是否有积水 if (0 <= nx && nx < N && 0 <= ny && ny < M && field[nx][ny] == 'W') dfs(nx, ny); } } return ; } void solve() { int res = 0; for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < M; j++) { if (field[i][j] == 'W') { // 从有W的地方开始dfs dfs(i, j); res++; } } } printf("%d\n", res); }
    原文作者:DFS
    原文地址: https://blog.csdn.net/juzipeek/article/details/11800423
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
点赞