如何理解回溯算法
回溯法解决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)。
回溯法解题三部曲
(1)回溯函数模板返回值以及参数。
回溯算法中函数返回值一般为void。再来看一下参数,因为回溯算法需要的参数可不像二叉树递归的时候那么容易一次性确定下来,所以一般是先写逻辑,然后需要什么参数,就填什么参数。
(2)回溯函数终止条件。
既然是树形结构,那么我们在讲解二叉树的递归 (opens new window)的时候,就知道遍历树形结构一定要有终止条件。所以回溯也有要终止条件。什么时候达到了终止条件,树中就可以看出,一般来说搜到叶子节点了,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。
if (终止条件) {
存放结果;
return;
}
(3)回溯搜索的遍历过程。
在上面我们提到了,回溯法一般是在集合中递归搜索,集合的大小构成了树的宽度,递归的深度构成的树的深度。
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
}
for循环就是遍历集合区间,可以理解一个节点有多少个孩子,这个for循环就执行多少次。backtracking这里自己调用自己,实现递归。
for循环可以理解是横向遍历,backtracking(递归)就是纵向遍历,这样就把这棵树全遍历完了,一般来说,搜索叶子节点就是找的其中一个结果了。
回溯的模板框架:
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
}
}
LeetCode77 组合
题目:
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。
示例 1:
输入:n = 4, k = 2
输出:
[
[2,4],
[3,4],
[2,3],
[1,2],
[1,3],
[1,4],
]
示例 2:
输入:n = 1, k = 1
输出:[[1]]
代码:
public class Solution {
IList<IList<int>> res = new List<IList<int>>();
IList<int> list = new List<int>();
public IList<IList<int>> Combine(int n, int k) {
res.Clear();
list.Clear();
BackTracking(n, k, 1);
return res;
}
public void BackTracking(int n, int k, int startIndex)
{
if (list.Count == k)
{
res.Add(new List<int>(list));
return;
}
for (int i = startIndex; i <= n; i++)
{
list.Add(i);
BackTracking(n, k, i + 1);
list.RemoveAt(list.Count - 1);
}
}
}