第七章 深度优先搜索(dfs+可行性剪枝)

本文探讨了如何使用深度优先搜索(DFS)解决棋盘问题,如骑士在棋盘上的旅程,通过可行性的剪枝策略优化搜索效率。

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1:红与黑

总时间限制: 
1000ms 
内存限制: 
65536kB
描述
有一间长方形的房子,地上铺了红色、黑色两种颜色的正方形瓷砖。你站在其中一块黑色的瓷砖上,只能向相邻的黑色瓷砖移动。请写一个程序,计算你总共能够到达多少块黑色的瓷砖。
输入
包括多个数据集合。每个数据集合的第一行是两个整数W和H,分别表示x方向和y方向瓷砖的数量。W和H都不超过20。在接下来的H行中,每行包括W个字符。每个字符表示一块瓷砖的颜色,规则如下
1)‘.’:黑色的瓷砖;
2)‘#’:白色的瓷砖;
3)‘@’:黑色的瓷砖,并且你站在这块瓷砖上。该字符在每个数据集合中唯一出现一次。
当在一行中读入的是两个零时,表示输入结束。
输出
对每个数据集合,分别输出一行,显示你从初始位置出发能到达的瓷砖数(记数时包括初始位置的瓷砖)。
样例输入
6 9 
....#. 
.....# 
...... 
...... 
...... 
...... 
...... 
#@...# 
.#..#. 
0 0
样例输出
### 蓝桥杯 DFS 组合问题解题思路与示例代码 #### 解题思路概述 蓝桥杯中的DFS组合问题通常涉及枚举所有可能的情况并从中筛选符合条件的结果。这类题目可以通过递归的方式实现深度优先搜索,逐步构建候选解,并通过剪枝优化性能[^1]。 对于组合类问题,常见的做法是从某个初始状态出发,尝试每一种可能性,当满足条件时保存当前解;如果不满足则回溯到上一步重新选择其他分支。具体来说,在处理过程中需要注意以下几个方面: - **边界条件**:定义递归终止的条件,通常是完成了一次完整的组合或达到目标状态。 - **可行性判断**:在每次扩展新节点之前验证其合法性,避免不必要的计算开销。 - **去重机制**:某些情况下可能存在重复解,需设计方法排除冗余情况。 以下是基于上述原则的一个典型例子及其对应代码实现。 --- #### 示例代码展示 假设有一道典型的蓝桥杯DFS组合问题:“给定一组数字,找出其中任意两个数相加等于指定值的所有配对方案。” ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; // 定义全局变量存储结果集 vector<pair<int, int>> result; int targetSum; // 目标和 void dfs(const vector<int>& nums, int index, int currentSum, pair<int, int> path) { if (currentSum == targetSum && !path.first && !path.second) { // 剪枝:防止重复加入相同元素 return; } if (index >= nums.size()) { // 边界条件:超出索引范围停止递归 if (currentSum == targetSum) { result.push_back(path); // 记录有效路径 } return; } // 不选当前数字 dfs(nums, index + 1, currentSum, path); // 选当前数字 if (!path.first) { // 如果还没有填入第一个数 path.first = nums[index]; } else if (!path.second) { // 已经有第一个数,再填第二个数 path.second = nums[index]; if ((path.first + path.second) != targetSum) { // 提前检测非法性 return; } } dfs(nums, index + 1, currentSum + nums[index], path); } int main() { vector<int> numbers = {2, 7, 11, 15}; // 输入数据集合 targetSum = 9; // 设定的目标和 dfs(numbers, 0, 0, make_pair(0, 0)); // 开始执行深搜算法 cout << "找到如下匹配:" << endl; for(auto &[a,b] : result){ cout << "(" << a << ", " << b << ")" << endl; } return 0; } ``` 此程序利用了标准库容器`std::vector`来管理输入列表以及最终输出的答案列表。函数参数中包含了当前位置指针、累积总和还有临时存放中间结果的对象——pair结构体用于表示一对数值关系。每一次调用都会考虑是否要选取当前考察位置上的那个整数作为新的组成部分之一,从而形成不同的探索方向直至穷尽全部潜在选项为止[^4]。 --- ### 注意事项说明 为了提高效率减少运算量可以采取一些额外措施比如预排序原始序列以便于更早发现不可能情形进而提前结束相应支路等等操作均有助于提升整体表现效果[^5]。
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