分治法的基本步骤

分治法的基本步骤

分治法在每一层递归上都有三个步骤:

  1. 分解:将原问题分解为若干个规模较小,相互独立,与原问题形式相同的子问题;
  2. 解决:若子问题规模较小而容易被解决则直接解,否则递归地解各个子问题;
  3. 合并:将各个子问题的解合并为原问题的解。

它的一般的算法设计模式如下:

Divide-and-Conquer(P)
1.  if |P|≤n0
2.    then return(ADHOC(P))
3.  将P分解为较小的子问题 P1 ,P2 ,...,Pk
4.  for i←1 to k
5.    do yi ← Divide-and-Conquer(Pi)    △ 递归解决Pi
6.  T ← MERGE(y1,y2,...,yk)             △ 合并子问题
7.  return(T)

其中|P|表示问题P的规模;n0为一阈值,表示当问题P的规模不超过n0时,问题已容易直接解出,不必再继续分解。ADHOC(P)是该分治法中的基本子算法,用于直接解小规模的问题P。因此,当P的规模不超过n0时,直接用算法ADHOC(P)求解。算法MERGE(y1,y2,...,yk)是该分治法中的合并子算法,用于将P的子问题P1 ,P2 ,...,Pk的相应的解y1,y2,...,yk合并为P的解。

根据分治法的分割原则,原问题应该分为多少个子问题才较适宜?各个子问题的规模应该怎样才为适当?这些问题很难予以肯定的回答。但人们从大量实践中发现,在用分治法设计算法时,最好使子问题的规模大致相同。换句话说,将一个问题分成大小相等的k个子问题的处理方法是行之有效的。许多问题可以取k=2。这种使子问题规模大致相等的做法是出自一种平衡(balancing)子问题的思想,它几乎总是比子问题规模不等的做法要好。

分治法的合并步骤是算法的关键所在。有些问题的合并方法比较明显,如下面的例1,例2;有些问题合并方法比较复杂,或者是有多种合并方案,如例3,例4;或者是合并方案不明显,如例5。究竟应该怎样合并,没有统一的模式,需要具体问题具体分析。

转载于:https://www.cnblogs.com/tongzhiyong/archive/2007/04/04/700382.html

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