搜索与数据结构

本文深入探讨了深度优先搜索(深搜)和广度优先搜索(广搜)两种基本搜索算法。介绍了这两种算法的特点、应用场景及优化方法,并通过具体案例进行说明。

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最简单的搜索当然分为两种,深度优先搜索和广度优先搜索。这两种算法分别采用了栈和队列的数据结构来实现。对于深搜,优化方法通常是各种剪枝,主要包括最优化剪枝和可行性剪枝。对于广搜,优化方式通常是进行重复去除和优先搜索。

通常都说能用深搜不用广搜,其实在一定条件下确实有道理。在很多情况下,深度优先搜索通常比广度优先搜索写起来简单、方便。同时,采用简单的递归方法来描述深度优先搜索,可以避开对数据结构的操作。同时,深度优先搜索不需要一个巨大的队列来记录,因此可以节约内存。但使用深度优先搜索需要合理并且足量的剪枝才能完成。

本文对这些内容分别进行讨论和整理。因水平较低,有不尽之处欢迎各位批评指正。

深度优先搜索

深度优先搜索遵循深度优先,遇阻回溯的原则,可以构造出如下的伪代码。

void dfs(int depth)
{

if(出现问题) return;

if(到达终点) ……

if(满足剪枝条件) ……
else 处理数据;dfs(depth+1);
return;
}

典型样例:N皇后问题

这是一个很典型的深度优先搜索问题。套用上面的规程,(出现问题)就是验证是否有两个皇后互相可以干扰,(到达终点)就开始输出,此题无需进一步剪枝,处理数据就是对皇后摆放位置的循环。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define llat(x) ll[x+50]
#define lrat(x) lr[x+50]
using namespace std;
char a[14];
char uCr[14];
char ll[100],lr[100];
int cnt=0;
int n=0;
int dfs(char line)
{
	char i,j;
	if(line==n)
	{
		cnt++;
		if(cnt<=3)
		{
			for(i=0;i广度优先搜索

广度优先搜索遵循层层遍历,存取队列的原则,可以构造出如下的伪代码

void bfs()

{

for(循环条件)

{

数据处理;

if(重复)continue;

if(满足终点条件)……;

else queue.push(……);

}

return;

}

典型样例:马的遍历问题

这是一个很典型的广度优先搜索的问题。套用伪代码,我们通过一个for循环来从当前坐标向着8个可到达的点扩展。如果扩展后遍历成功,就输出;未成功就判断是否重复,不重复就压入队列。一次for结束后从队列中pop一个坐标出来,然后继续。

需要注意的是,本题有几个可以优化的地方(下面的参考代码中可能未给出)

1.储存坐标的时候,很多认为需要使用结构体储存,这样固然是一种方法,但是写起来麻烦,有时浪费内存。一种偷懒的方法,就是利用坐标<10000的原理,将x*10000+y这样一个整数来表示坐标。其实就是运用了二维图像映射到一维内存的原理。

2.去重的时候常用bool数组。其实如果需要的话使用bit压缩在很大程度上能降低check()的时间复杂度,而且节约内存。

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int a[205][205];
int n,m,sx,sy;
int oi[8]={-2,-1,1,2,2,1,-1,-2};
int oj[8]={1,2,2,1,-1,-2,-2,-1};
int check()
{
    int i,j;
    for(i=0;i>n>>m>>sx>>sy;
    --sx;--sy;
    int i=-1,j=-1,l,cnt=0;;
    queue  vi;queue  vj;
    vi.push(sy);vj.push(sx);
    while(check())
    {
        cnt++;
        if(cnt>n*10)break;
        vi.push(-1);vj.push(-1);
        while((!vi.empty())&&vi.front()!=-1)
        {
            i=vi.front();j=vj.front();
            vi.pop();vj.pop();
            for(l=0;l<=7;l++)
                if(a[i+oi[l]][j+oj[l]]==0&&i+oi[l]>=0&&i+oi[l]=0&&j+oj[l]

典型错误与优化建议

1.刷表是记忆化搜索思想的一种实现,有时能起到极大的时间复杂度降低的作用,在很多题目中都得以体现。
(待更新


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