问题:给定一个n个顶点组成的带权有向图的距离矩阵d(I,j)(INF表示没有边)。要求从顶点0出发,经过每一个顶点恰好一次后再回到顶点0.问所经过的边的总权重的最小值是多少?
可以在O(2的n次方*n的平方)的时间内完成计算。对于不是整数的情况,很多时候很难确定一个合适的递推顺序,因此使用记忆化搜索可以避免这个问题。
用整数表示集合的位运算:

int n;
int d[maxn][maxn];//保存路径权值
int dp[1<<maxn][maxn];//记忆化搜索使用的数组,dp[S][v]表示从v出发访问剩余的所有顶点S,最终回到0的路径的权重总和的最小值
int rec(int S,int v){//已经访问过的节点集合为S,当前位置为v
if(dp[S][v]>=0){
return dp[S][v];
}
if(S==(1<<n)-1&&v==0){//已经访问过所有节点并回到0号点
return dp[S][v]=0;
}
int res=INF;
for(int u=0;u<n;u++){//寻找下个移动的位置
if(!(S>>u&1)){//如果没有访问过
res=min(res,rec(S|1<<u,u)+d[v][u]);
}
}
return dp[S][v]=res;
}
void solve(){
memset(dp,-1,sizeof(dp));
printf("%d\n",rec(0,0));
}
使用循环求解:
int n;
int d[maxn][maxn];//保存路径权值
int dp[1<<maxn][maxn];//记忆化搜索使用的数组,dp[S][v]表示从v出发访问剩余的所有顶点S,最终回到0的路径的权重总和的最小值
void solve(){
memset(dp,inf,sizeof(dp));//找最小值初始化为无穷大
dp[(1<<n)-1][0]=0;//已找到所有点并回到0点
for(int S=(1<<n)-2;S>=0;S--){//从11..10开始遍历
for(int v=0;v<n;v++){//当前节点
for(int u=0;u<n;u++){//下个节点
if(!S>>u&1){//若未被访问
dp[S][v]=min(dp[S][v],dp[S|1<<u][u]+d[v][u]);
}
}
}
}
printf("%d\n",dp[0][0]);
}
本文探讨了旅行商问题(TSP),一种经典的组合优化问题。通过动态规划和记忆化搜索,文章提供了一种有效算法,可在O(2^n*n^2)时间内找到从起点出发,访问每个城市恰好一次再返回起点的最短路径。关键在于使用整数表示集合的位运算,结合递归和循环策略,避免重复计算,实现高效求解。
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