回溯法是一种搜索的方式,常常与递归一起,如果某个程序写了递归,那么往往就缺少不了回溯。这俩东西是配对的。有递归 = 有回溯
回溯的本质就穷举,穷举所有的可能,然后选出我们想要的答案。
上面提到了组合与排列,那么什么是组合,什么是排列?
组合是一个不强调顺序的,例如[1,2],[2,1]这两个实际就是一个组合。
排列是强调顺序的,[1,2],[2,1]这就是两种排列方式
所以,组合无序,排列有序
怎么去理解回溯呢?
回溯法解决的问题都可以抽象为树形结构,是的,我指的是所有回溯法的问题都可以抽象为树形结构!
因为回溯法解决的都是在集合中递归查找子集,集合的大小就构成了树的宽度,递归的深度,都构成的树的深度。
递归就要有终止条件,所以必然是一棵高度有限的树(N叉树)。
这里分享一个回溯算法模板(python版本)
最后别忘了调用哦~
举例如图:
(来自代码随想录)
回溯算法遍历过程(代码随想录提供):
实战
Leetcode77组合
77. 组合 - 力扣(Leetcode)
给定两个整数 n
和 k
,返回范围 [1, n]
中所有可能的 k
个数的组合。
你可以按 任何顺序 返回答案。
思路:意思就是从1到n中选出满足k大小的集合,可能一开始会想到两个for循环嵌套,那如果是k+ =50的话,是要写50个for循环码?是不是不太可能哇哈哈哈哈哈哈
如图:
这就是我们递归的过程,转换为树形结构来看是不是清楚很多了。
可以看出这个棵树,一开始集合是 1,2,3,4, 从左向右取数,取过的数,不在重复取。
第一次取1,集合变为2,3,4 ,因为k为2,我们只需要再取一个数就可以了,分别取2,3,4,得到集合[1,2] [1,3] [1,4],以此类推。
每次从集合中选取元素,可选择的范围随着选择的进行而收缩,调整可选择的范围。
图中可以发现n相当于树的宽度,k相当于树的深度。
那么如何在这个树上遍历,然后收集到我们要的结果集呢?
图中每次搜索到了叶子节点,我们就找到了一个结果。
相当于只需要把达到叶子节点的结果收集起来,就可以求得 n个数中k个数的组合集合。
递归三部曲:
终止条件:如果我们path长度已经等于k,说明已经找到一个结果了,那就要及时返回保存
递归参数:n,k,这里额外设置一个startindex来记录下一层递归,搜索的起始位置。
单程循环逻辑:回溯法的搜索过程就是一个树型结构的遍历过程,在如下图中,可以看出for循环用来横向遍历,递归的过程是纵向遍历。
然后才遍历完整个树。
for循环每次从startIndex开始遍历,然后用path保存取到的节点i。
代码:
def combine(self, n: int, k: int) -> List[List[int]]:
res = []#存放符合条件的结果
path = []#存放单个结果
"""回溯+递归"""
def backtrace(n,k,start):
#if 满足条件 就加入到路径中 这里注意如果直接append path全是空的 要添加里面的元素
if len(path)==k:
res.append(path[:])
return
#for 选择in选择列表
for i in range(start,n+1):
#做出选择
path.append(i)
#递归执行
backtrace(n,k,i+1)
#撤销选择
path.pop()
backtrace(n,k,1)
return res