(0)目录
哈希(hash) 之 ELFHash 和 静态hash(模拟链接法)
c++ string 之 find_first_not_of 源代码
ava 异常 之 实战篇(trows 和 try catch Dead Code)
一:简介
(1)相信做过ACM的人,都很熟悉图和树的深度优先搜索;算法里面有蛮力法 —— 就是暴力搜索(不加任何剪枝的搜索);
(2)蛮力搜搜需要优化时,就是需要不停的剪枝,提前减少不必要的搜索路径,提前发现判断的过滤条件;
(3)剪枝的核心问题就是设计剪枝判断方法,哪些搜索路径应当舍弃,哪些搜索路径不能舍弃(保留);
(4)高效的剪枝过滤条件需要从局部和全局来考虑问题,发现内在的规律。
(5)详细的剪枝算法,请见剪枝算法(算法优化)
二:示例验证
(1)题目来源于 poj 1011 Sticks DFS + 剪枝
题目大意:给出一些长度不大于 50 的木棍, 要求你把这些小木棍拼成,长度相同木棍,当然长度越小越好。
(2)解题思路
1. 首先 Sum一定要能被 L 整除。
2. L 一定 大于等于 题目给出的最长的木棍的长度 Max。由上述两点,我们想到,可以从 Max 开始递增地枚举 L, 直到成功地拼出 Sum/L 支长度为 L 的 木棍。
搜索种的剪枝技巧:
3. 将输入的输入从大到小排序,这么做是因为一支长度为 K 的完整木棍,总比几支短的小木棍拼成的要好。 形象一些: 如果我要拼 2 支长为8的木棍, 第一支木棍我拼成 5 + 3 然后拼第二支木棍但是失败了,而我手中还有长为 2 和 1 的木棍,我可以用 5 + 2 + 1 拼好第一支,再尝试拼第二
支,仔细想一想,就会发现这样做没意义,注定要失败的。 我们应该留下 2+1 因为 2+1 比 3 更灵活。
4. 相同长度的木棍不要搜索多次, 比如: 我手中有一些木棍, 其中有 2 根长为 4 的木棍, 当前搜索状态是 5+4+….(即表示长度为 5,4,2 的三支拼在一起,
…表示深层的即将搜索的部分), 进行深搜后不成功,故我 没必要用另一个 4 在进行 5+4+… (题目中相邻的前后比较)
5. 将开始搜索一支长为 L 的木棍时,我们总是以当前最长的未被使用的 木棍开始,如果搜索不成功,那么以比它短的开始,那么也一定不能取得全局 的成功。因为每一支题目给出的木棍 都要被用到。如果,有
4
5 4 4 3 2 想拼成长为 6 的木棍,那么从 5 开始, 但是显然没有能与 5 一起拼成 6 的,那么我就没必要去尝试从 4 开始的,因为 最终 5 一定会 被遗弃。在拼第 2 3 … 支木棍时,一样。(小的更加灵活)
6. 最后的最简单的一个就是,
for(int i = 0; i < n; i++)
for(int j = 0; j < n; j++)
{}
与
for(int i = 0; i < n; i++)
for(int j = i+1; j < n; j++)
{}
的区别,这个不多说了。
7. 我用过的另一个剪枝,但是对 poj 的数据效果一般, 用一个数组, Sum[i] 保存 第 i 个木棍之后,即比第 i 枝木棍短或与之相等所有的木棍的长度和。 试想,如果剩余的所有木棍加在一起都不能和我当前的状态拼 出一根长为 L 的木棍(从长度来看),还有必要搜下去么?
(3)详细代码
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
const int Max = 65;
int n, len, stick[Max];
bool flag, vis[Max];
bool cmp(int a, int b)
{
return a > b;
}
void dfs(int dep, int now_len, int u)
{ // dep为当前已被用过的小棒数,u为当前要处理的小棒。
if(flag) return;//完成的递归返回条件
if(now_len == 0){ // 当前长度为0,寻找下一个当前最长小棒。
int k = 0;
while(vis[k]) k ++; // 寻找第一个当前最长小棒。
vis[k] = true;
dfs(dep + 1, stick[k], k + 1);
vis[k] = false;
return;
}
if(now_len == len)
{ // 当前长度为len,即又拼凑成了一根原棒。
if(dep == n) flag = true; // 完成的标志:所有的n根小棒都有拼到了。
else dfs(dep, 0, 0);
return;//未完成的递归返回条件
}
for(int i = u; i < n; i ++)
if(!vis[i] && now_len + stick[i] <= len)// 过滤条件
{
if(!vis[i-1] && stick[i] == stick[i-1]) continue; // 不重复搜索:最重要的剪枝。
vis[i] = true;
dfs(dep + 1, now_len + stick[i], i + 1);
vis[i] = false;
}
}
int main()
{
while(scanf("%d", &n) && n != 0)
{
int sum = 0;
flag = false;
for(int i = 0; i < n; i ++)
{
scanf("%d", &stick[i]);
sum += stick[i];
}
sort(stick, stick + n, cmp); // 从大到小排序。
for(len = stick[0]; len < sum; len ++)
if(sum % len == 0)// 这里也相当于是剪枝(过滤条件)
{ // 枚举能被sum整除的长度。
memset(vis, 0, sizeof(vis));
dfs(0, 0, 0);
if(flag) break;
}
printf("%d\n", len);
}
return 0;
}
(4)对比 比较 poj 1011(本博客) 和 poj 3900 (
剪枝算法(算法优化))
对于前者 —— 是按照性价比排序;性价比高的未必最后会要(有选择的要);形成两条剪枝条件:
剪枝1. 之后所有的钻石价值+目前已经得到的价值<=ans 则剪枝。
剪枝2. 剩下的重量全部装目前最高性价比的钻石+目前已经得到的价值<=ans 则剪枝(非常重要的剪枝)。
对于后者 —— 按照长度排序(都是提前从大到小的排序);必须把全部小木棒用上,因此需要有visit数组在dfs前后的true 和 false 的变化;
剪枝1、 由于所有原始棒子等长,那么必有sumlen%Initlen==0;
剪枝2、若能在[maxlen,sumlen-InitLen]找到最短的InitLen,该InitLen必也是[maxlen,sumlen]的最短;若不能在[maxlen,sumlen-InitLen]找到最短的InitLen,则必有InitLen=sumlen;
剪枝3、由于所有棒子已降序排序,在DFS时,若某根棒子不合适,则跳过其后面所有与它等长的棒子;
剪枝4、最重要的剪枝:对于某个目标InitLen,在每次构建新的长度为InitLen的原始棒时,检查新棒的第一根stick[i],若在搜索完所有stick[]后都无法组合,则说明stick[i]无法在当前组合方式下组合,不用往下搜索(往下搜索会令stick[i]被舍弃),直接返回上一层