【搜索】DFS迭代加深

迭代加深

搜索时可能会遇到这样一种情况：

明明答案就在第一层！但是因为DFS的缘故浪费很多时间
迭代加深就是用来解决这个问题的算法

定义一个 max_depth ，每次搜索时，超过这一层就全部剪掉、
（相当于我们划定一个区域，在这个区域内找解，如果找不到，再扩大区域）

？迭代加深和BFS有什么区别呢
BFS用队列存储，浪费空间，迭代加深本质是还是DFS，只存储本条路径，还是O(n)的算法

例题

加成序列

原题链接

满足如下条件的序列 X（序列中元素被标号为 1、2、3…m）被称为“加成序列”：

1. $X[1]=1$
2. $X[m]=n$
3. $X[1]<X[2]<\dots <X[m-1]<X[m]$
4. 对于每个 k（2 ≤ k ≤ m）都存在两个整数 i 和 j （1 ≤ i , j ≤ k − 1，i 和 j 可相等），使得 $X[k]=X[i]+X[j]$。

你的任务是：给定一个整数 n，找出符合上述条件的长度 m 最小的“加成序列”。

如果有多个满足要求的答案，只需要找出任意一个可行解。

输入格式

输入包含多组测试用例。

每组测试用例占据一行，包含一个整数 n。

当输入为单行的 0 时，表示输入结束。

输出格式

对于每个测试用例，输出一个满足需求的整数序列，数字之间用空格隔开。

每个输出占一行。

数据范围

1 ≤ n ≤ 100

输入样例

5
7
12
15
77
0

输出样例

1 2 4 5
1 2 4 6 7
1 2 4 8 12
1 2 4 5 10 15
1 2 4 8 9 17 34 68 77

题意

给出 n 构造一个序列，要求第一个数是1，最后一个数是n，严格递增，且后面的数一定要是前面两个数之和（两个数可以是同一个数），输出一个长度最小的序列

思路

序列的最小规模：1 2 4 8 16 32 64 128 此时就已经超过100了，说明正确答案的深度不会很深，适合用迭代加深来做
层数从1开始，依次考虑每一位选什么数字

优化：

1. 优化搜索顺序：优先枚举较大的数，层数较少，更快的找到 n
2. 排除等效冗余：举个栗子：1 2 3 4 现在枚举下一个数，不管选择1+4还是2+3结果都是5，就可以不用计算两次了（方法是开一个bool数组存储每个数是否被用过）

代码

#include 

using namespace std;

const int N = 110;

int n;
int path[N];
bool st[N]; // 标记某数是否被用过

bool dfs(int u, int depth) // 分别是当前层数和最大层数
{
    if (u > depth) return false; // 当前层数>最大层数
    if (path[u - 1] == n) return true; // 最后一个数为n满足条件

    for (int i = u - 1; i >= 0; i -- )
        for (int j = i; j >= 0; j -- )
        {
            int s = path[i] + path[j];
            if (s > n || s <= path[u - 1] || st[s]) continue; // 大于最大值or小于前一个值or已被用过 都不满足条件

            st[s] = true; // 标记s已被用过
            path[u] = s; // 记录s
            if (dfs(u + 1, depth)) return true; // 下一位
            st[s] = false; // 恢复现场
        }

    return false;
}

int main()
{
    path[0] = 1;
    while (cin >> n, n)
    {
        memset(st, false, sizeof st);
        int depth = 1;
        while (!dfs(1, depth)) depth ++ ;
        for (int i = 0; i < depth; i ++ ) cout << path[i] << ' ';
        cout << '\n';
    }
}