回溯搜索法

回溯法

回溯法也叫回溯搜索法,是一种搜索的方式。
回溯是递归的副产品,只要有递归就会有回溯。

就像是,递归到最底之后还要返回上一级,回溯就是返回的过程。
比如1->2->3,递归看完1,看完2,看完3之后,要返回到2的位置,返回的过程就相当于回溯的过程。

回溯法的效率:

回溯的本质是穷举,穷举所有可能,然后选出我们想要的答案,所以回溯法并不是什么高效的算法。

回溯法能解决的问题:

  1. 组合问题:N个数里面按一定规则找出k个数的集合
    组合是不强调元素顺序的,排列是强调元素顺序。组合无序,排列有序。
    • 77. 组合
    • 17.电话号码的字母组合
    • 39.组合总和
    • 40.组合总和II
    • 216.组合总和III
  2. 切割问题:一个字符串按一定规则有几种切割方式
    • 131.分割回文串
    • 93.复原IP地址
  3. 子集问题:一个N个数的集合里有多少符合条件的子集
    • 78.子集
    • 90.子集II
  4. 排列问题:N个数按一定规则全排列,有几种排列方式
    • 46.全排列
    • 47.全排列II
  5. 棋盘问题:N皇后,解数独等等
    • 51.N皇后
    • 37.解数独
  6. 其他问题
    • 491.递增子序列
    • 332.重新安排行程

如何理解回溯法

回溯法解决的都是在集合中递归查找子集,所以都可以抽象为树形结构。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)

回溯法模板

  1. 回溯函数模板返回值以及参数
    函数返回值一般为void
    无法一次性确定参数。先写逻辑,需要什么参数,添加什么参数
  2. 回溯函数终止条件
    搜到叶子节点了,也就找到了满足条件的一条答案,把这个答案存放起来,并结束本层递归。
  3. 回溯搜索的遍历过程
    for循环(横向遍历)遍历集合区间,一个节点有多少个孩子,这个for循环就执行多少次。
    backtracking(递归)(纵向遍历)这里自己调用自己,实现递归。
     for (选择:本层集合中元素(树中节点孩子的数量就是集合的大小)) {
         处理节点;
         backtracking(路径,选择列表); // 递归
         回溯,撤销处理结果
     }
    

整体的伪代码:

void backtracking(参数) {
    if (终止条件) {
        存放结果;
        return;
    }

    for (选择:本层集合中元素(树中节点孩子的数量就是集合的大小)) {
        处理节点;
        backtracking(路径,选择列表); // 递归
        回溯,撤销处理结果
    }
}

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