import java.util.ArrayList;

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import java.util.List;
public class BackTrack {
public static void main(String[] args) {
//初始化一個(gè)集合,放在list里面
ListString list=new ArrayListString();
list.add("1");
list.add("2");
list.add("3");
list.add("f");
ListString li=new ArrayListString();
PowerSet(0,list,li);
}
//回溯法求冪集
public static void PowerSet(int i,ListString list,ListString li){
if(ilist.size()-1){System.out.println(li);}
else{
li.add(list.get(i));//左加
PowerSet(i+1,list,li); //遞歸方法
li.remove(list.get(i)); //右去
PowerSet(i+1, list, li);
}
}
}
注:該方法采用中序遍歷二叉樹(實(shí)際這棵樹是不存在的)。對(duì)于第一個(gè)元素,左節(jié)點(diǎn)加進(jìn)去,右節(jié)點(diǎn)去掉。對(duì)于第i一個(gè)節(jié)點(diǎn),左加,右去。直到i大于元素的總個(gè)數(shù)。
輸出結(jié)果:
[1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3]
[1, 2, 4]
[1, 2]
[1, 3, 4]
[1, 3]
[1, 4]
[1]
[2, 3, 4]
[2, 3]
[2, 4]
[2]
[3, 4]
[3]
[4]
[]
/*
*組合 回溯
*a為源數(shù)據(jù),調(diào)用時(shí)用f(a,0,"")
*/
void f(int[] a,int n,String v){
if(n==a.length){
System.out.println(v);
}else{
f(a,n+1,v);
f(a,n+1,v+","+a[n]);
}
}
回溯法也稱為試探法,該方法首先暫時(shí)放棄關(guān)于問題規(guī)模大小的限制,并將問題的候選解按某種順序逐一枚舉和檢驗(yàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前候選解不可能是解時(shí),就選擇下一個(gè)候選解;倘若當(dāng)前候選解除了還不滿足問題規(guī)模要求外,滿足所有其他要求時(shí),繼續(xù)擴(kuò)大當(dāng)前候選解的規(guī)模,并繼續(xù)試探。如果當(dāng)前候選解滿足包括問題規(guī)模在內(nèi)的所有要求時(shí),該候選解就是問題的一個(gè)解。在回溯法中,放棄當(dāng)前候選解,尋找下一個(gè)候選解的過程稱為回溯。擴(kuò)大當(dāng)前候選解的規(guī)模,以繼續(xù)試探的過程稱為向前試探。 1、回溯法的一般描述 可用回溯法求解的問題P,通常要能表達(dá)為:對(duì)于已知的由n元組(x1,x2,…,xn)組成的一個(gè)狀態(tài)空間E={(x1,x2,…,xn)∣xi∈Si ,i=1,2,…,n},給定關(guān)于n元組中的一個(gè)分量的一個(gè)約束集D,要求E中滿足D的全部約束條件的所有n元組。其中Si是分量xi的定義域,且 |Si| 有限,i=1,2,…,n。我們稱E中滿足D的全部約束條件的任一n元組為問題P的一個(gè)解。 解問題P的最樸素的方法就是枚舉法,即對(duì)E中的所有n元組逐一地檢測(cè)其是否滿足D的全部約束,若滿足,則為問題P的一個(gè)解。但顯然,其計(jì)算量是相當(dāng)大的。 我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于許多問題,所給定的約束集D具有完備性,即i元組(x1,x2,…,xi)滿足D中僅涉及到x1,x2,…,xi的所有約束意味著j(ji)元組(x1,x2,…,xj)一定也滿足D中僅涉及到x1,x2,…,xj的所有約束,i=1,2,…,n。換句話說,只要存在0≤j≤n-1,使得(x1,x2,…,xj)違反D中僅涉及到x1,x2,…,xj的約束之一,則以(x1,x2,…,xj)為前綴的任何n元組(x1,x2,…,xj,xj+1,…,xn)一定也違反D中僅涉及到x1,x2,…,xi的一個(gè)約束,n≥ij。因此,對(duì)于約束集D具有完備性的問題P,一旦檢測(cè)斷定某個(gè)j元組(x1,x2,…,xj)違反D中僅涉及x1,x2,…,xj的一個(gè)約束,就可以肯定,以(x1,x2,…,xj)為前綴的任何n元組(x1,x2,…,xj,xj+1,…,xn)都不會(huì)是問題P的解,因而就不必去搜索它們、檢測(cè)它們。回溯法正是針對(duì)這類問題,利用這類問題的上述性質(zhì)而提出來的比枚舉法效率更高的算法。 回溯法首先將問題P的n元組的狀態(tài)空間E表示成一棵高為n的帶權(quán)有序樹T,把在E中求問題P的所有解轉(zhuǎn)化為在T中搜索問題P的所有解。樹T類似于檢索樹,它可以這樣構(gòu)造: 設(shè)Si中的元素可排成xi(1) ,xi(2) ,…,xi(mi-1) ,|Si| =mi,i=1,2,…,n。從根開始,讓T的第I層的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都有mi個(gè)兒子。這mi個(gè)兒子到它們的雙親的邊,按從左到右的次序,分別帶權(quán)xi+1(1) ,xi+1(2) ,…,xi+1(mi) ,i=0,1,2,…,n-1。照這種構(gòu)造方式,E中的一個(gè)n元組(x1,x2,…,xn)對(duì)應(yīng)于T中的一個(gè)葉子結(jié)點(diǎn),T的根到這個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)的路徑上依次的n條邊的權(quán)分別為x1,x2,…,xn,反之亦然。另外,對(duì)于任意的0≤i≤n-1,E中n元組(x1,x2,…,xn)的一個(gè)前綴I元組(x1,x2,…,xi)對(duì)應(yīng)于T中的一個(gè)非葉子結(jié)點(diǎn),T的根到這個(gè)非葉子結(jié)點(diǎn)的路徑上依次的I條邊的權(quán)分別為x1,x2,…,xi,反之亦然。特別,E中的任意一個(gè)n元組的空前綴(),對(duì)應(yīng)于T的根。 因而,在E中尋找問題P的一個(gè)解等價(jià)于在T中搜索一個(gè)葉子結(jié)點(diǎn),要求從T的根到該葉子結(jié)點(diǎn)的路徑上依次的n條邊相應(yīng)帶的n個(gè)權(quán)x1,x2,…,xn滿足約束集D的全部約束。在T中搜索所要求的葉子結(jié)點(diǎn),很自然的一種方式是從根出發(fā),按深度優(yōu)先的策略逐步深入,即依次搜索滿足約束條件的前綴1元組(x1i)、前綴2元組(x1,x2)、…,前綴I元組(x1,x2,…,xi),…,直到i=n為止。 在回溯法中,上述引入的樹被稱為問題P的狀態(tài)空間樹;樹T上任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)被稱為問題P的狀態(tài)結(jié)點(diǎn);樹T上的任意一個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)被稱為問題P的一個(gè)解狀態(tài)結(jié)點(diǎn);樹T上滿足約束集D的全部約束的任意一個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)被稱為問題P的一個(gè)回答狀態(tài)結(jié)點(diǎn),它對(duì)應(yīng)于問題P的一個(gè)解。 【問題】 組合問題 問題描述:找出從自然數(shù)1、2、……、n中任取r個(gè)數(shù)的所有組合。 例如n=5,r=3的所有組合為: (1)1、2、3 (2)1、2、4 (3)1、2、5 (4)1、3、4 (5)1、3、5 (6)1、4、5 (7)2、3、4 (8)2、3、5 (9)2、4、5 (10)3、4、5 則該問題的狀態(tài)空間為: E={(x1,x2,x3)∣xi∈S ,i=1,2,3 } 其中:S={1,2,3,4,5} 約束集為: x1x2x3 顯然該約束集具有完備性。 問題的狀態(tài)空間樹T: 2、回溯法的方法 對(duì)于具有完備約束集D的一般問題P及其相應(yīng)的狀態(tài)空間樹T,利用T的層次結(jié)構(gòu)和D的完備性,在T中搜索問題P的所有解的回溯法可以形象地描述為: 從T的根出發(fā),按深度優(yōu)先的策略,系統(tǒng)地搜索以其為根的子樹中可能包含著回答結(jié)點(diǎn)的所有狀態(tài)結(jié)點(diǎn),而跳過對(duì)肯定不含回答結(jié)點(diǎn)的所有子樹的搜索,以提高搜索效率。具體地說,當(dāng)搜索按深度優(yōu)先策略到達(dá)一個(gè)滿足D中所有有關(guān)約束的狀態(tài)結(jié)點(diǎn)時(shí),即“激活”該狀態(tài)結(jié)點(diǎn),以便繼續(xù)往深層搜索;否則跳過對(duì)以該狀態(tài)結(jié)點(diǎn)為根的子樹的搜索,而一邊逐層地向該狀態(tài)結(jié)點(diǎn)的祖先結(jié)點(diǎn)回溯,一邊“殺死”其兒子結(jié)點(diǎn)已被搜索遍的祖先結(jié)點(diǎn),直到遇到其兒子結(jié)點(diǎn)未被搜索遍的祖先結(jié)點(diǎn),即轉(zhuǎn)向其未被搜索的一個(gè)兒子結(jié)點(diǎn)繼續(xù)搜索。 在搜索過程中,只要所激活的狀態(tài)結(jié)點(diǎn)又滿足終結(jié)條件,那么它就是回答結(jié)點(diǎn),應(yīng)該把它輸出或保存。由于在回溯法求解問題時(shí),一般要求出問題的所有解,因此在得到回答結(jié)點(diǎn)后,同時(shí)也要進(jìn)行回溯,以便得到問題的其他解,直至回溯到T的根且根的所有兒子結(jié)點(diǎn)均已被搜索過為止。 例如在組合問題中,從T的根出發(fā)深度優(yōu)先遍歷該樹。當(dāng)遍歷到結(jié)點(diǎn)(1,2)時(shí),雖然它滿足約束條件,但還不是回答結(jié)點(diǎn),則應(yīng)繼續(xù)深度遍歷;當(dāng)遍歷到葉子結(jié)點(diǎn)(1,2,5)時(shí),由于它已是一個(gè)回答結(jié)點(diǎn),則保存(或輸出)該結(jié)點(diǎn),并回溯到其雙親結(jié)點(diǎn),繼續(xù)深度遍歷;當(dāng)遍歷到結(jié)點(diǎn)(1,5)時(shí),由于它已是葉子結(jié)點(diǎn),但不滿足約束條件,故也需回溯。 3、回溯法的一般流程和技術(shù) 在用回溯法求解有關(guān)問題的過程中,一般是一邊建樹,一邊遍歷該樹。在回溯法中我們一般采用非遞歸方法。下面,我們給出回溯法的非遞歸算法的一般流程: 在用回溯法求解問題,也即在遍歷狀態(tài)空間樹的過程中,如果采用非遞歸方法,則我們一般要用到棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這時(shí),不僅可以用棧來表示正在遍歷的樹的結(jié)點(diǎn),而且可以很方便地表示建立孩子結(jié)點(diǎn)和回溯過程。 例如在組合問題中,我們用一個(gè)一維數(shù)組Stack[ ]表示棧。開始棧空,則表示了樹的根結(jié)點(diǎn)。如果元素1進(jìn)棧,則表示建立并遍歷(1)結(jié)點(diǎn);這時(shí)如果元素2進(jìn)棧,則表示建立并遍歷(1,2)結(jié)點(diǎn);元素3再進(jìn)棧,則表示建立并遍歷(1,2,3)結(jié)點(diǎn)。這時(shí)可以判斷它滿足所有約束條件,是問題的一個(gè)解,輸出(或保存)。這時(shí)只要棧頂元素(3)出棧,即表示從結(jié)點(diǎn)(1,2,3)回溯到結(jié)點(diǎn)(1,2)。
因?yàn)槟惆裯和c 定義為static ,而且初始化為0,。數(shù)組也為靜態(tài)的,一個(gè)類中靜態(tài)的變量在這個(gè)類加載的時(shí)候就會(huì)執(zhí)行,所以當(dāng)你這類加載的時(shí)候,你的數(shù)組static int[] v = new int[n];
static int[] w = new int[n];
就已經(jīng)初始化完畢,而且數(shù)組大小為0。在main方法里動(dòng)態(tài)改變n的值是改變不了已經(jīng)初始化完畢的數(shù)組的大小的,因?yàn)榻M已經(jīng)加載完畢。
我建議你可以在定義n,c是就為其賦初值。比如(static int n=2 static int c=3)
                網(wǎng)站欄目:java回溯法代碼舉例 回溯法算法
                
                轉(zhuǎn)載源于:http://www.yijiale78.com/article12/ddjgggc.html
            
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