递归+回溯法

1、假设A、B、C、D、E各城市间路费如下表所列,左起一列是起点,上面一行是终点,即从A到B的旅费是7,从B到A时6。某人想从一个城市出发游览各城市一遍,在回到出发地,而所用的旅费最少。请编写一程序,求出从各地出发回到出发地的所有最佳路线。
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public class work1 {
    
    

	static  int N=5;
	int Max=Integer.MAX_VALUE;
	char[] City=new char[]{
    
    'A','B','C','D','E'};
	int map[][]={
    
    {
    
    Max,7,3,10,15},{
    
    6,Max,5,13,12},{
    
    4,8,Max,5,10},{
    
    9,11,6,Max,11},{
    
    17,14,9,8,Max}};
	int[] visited=new int[N]; //该城市是否访问
	int[] visit=new int[N];; //记录第i次去的城市
	int[] road=new int[N];; //路线
	int cost; //费用
	int start;//起点城市
	int c;

	//输出行程
	void print(){
    
    
		System.out.print("从城市"+City[start]+"出发的最短行程为:");
	for(int j=0;j<N;j++)
		System.out.print(City[road[j]]+"->");
	System.out.print(City[start]);
	System.out.println("费用为:"+cost);
	}

	//初始化
	void init(){
    
    
	cost=Max;
	c=0;
	for(int i=0;i<N;i++){
    
    
		visited[i]=0;
		visit[i]=-1;
	}
	}

	void Travel(int n){
    
    
	if(n==N){
    
     //全部城市旅游完
		if(c+map[visit[n-1]][start]<cost){
    
     //返回起点且总费用最少
			for(int j=0; j<n; j++) road[j]=visit[j];
			cost=c+map[visit[n-1]][start];
			return;
		}
	}
	else{
    
    
		for(int i=0;i<N;i++){
    
    
			if(visited[i]==0&&c+map[visit[n-1]][i]<cost) {
    
    
				visit[n]=i;
				visited[visit[n]]=1;
				c+=map[visit[n-1]][i];
				Travel(n+1);//搜索下一个城市
				c-=map[visit[n-1]][i]; //返回,删除节点
				visited[visit[n]]=0;
			}
		}
	}
}
	public static void main(String[] args) {
    
    
		work1 work=new work1();
	for(int i=0;i<N;i++){
    
    
		work.init();
		work.start=i;
		work.visit[0]=i;//设置出发点
		work.visited[work.start]=1;
		work.Travel(1);
		work.print();
	}
	}

}

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2、一块土地上,农民可以种水稻、大豆、燕麦或牧草这四种作物。一年的收益不仅与当年种什么有关,还与去年种什么有关。它们之间的关系如下表。如果农民作一个五年生产计划,已知第一年种植之前种的是牧草。问各年应种什么,使收益最大?
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public class work4 {
    
    

	static  int N=5;
	String[] X=new String[]{
    
    "水稻","大豆","燕麦","牧草"};
	int map[][]={
    
    {
    
    3,2,4,1},{
    
    15,1,17,7},{
    
    9,4,6,5},{
    
    11,1,4,3}};
	int[] visit=new int[N+1];; //记录第i次暂时种的作物
	int[] Crops=new int[N+1];; //记录最大值时每年种的作物
	int money; //收益
	int temp;
	void print(){
    
    
	for(int j=1;j<N+1;j++)
		System.out.print("第"+j+"年种"+X[Crops[j]]+"->");
	System.out.println("收货为:"+money);
	}
	
	void init(){
    
    //初始化
	money=0;
	temp=0;
	for(int i=0;i<N;i++){
    
    
		visit[i]=-1;
	}
}

	void crop(int n){
    
    
	if(n==N)
		for(int i=0;i<4;i++){
    
    
			if(temp+map[visit[N-1]][i]>money){
    
     
				for(int j=0; j<n; j++) Crops[j]=visit[j];
				money=temp+map[visit[n-1]][i];
				return;			
		}
		}
	else{
    
    
		for(int i=0;i<4;i++){
    
    
				visit[n]=i;
				temp+=map[visit[n-1]][i];
				crop(n+1);//下一年
				temp-=map[visit[n-1]][i]; //返回,删除节点
		}
	}
}
	public static void main(String[] args) {
    
    
		work4 work=new work4();
		work.init();
		work.visit[0]=3;//设置出发点
		work.crop(1);
		work.print();
	}
}

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二、代码思路
总结一下回溯法的关键,首先需要一个temp函数来记录目前的花费或收益,最后输出的变量result;对于像第一题这种遍历过后不用重复遍历的,需要用visited[]来记录当前结点是否被访问过,若被访问过则不再访问,而第2题可重复遍历则不用使用visited[]记录;此外还必须使用visit[]记录当前访问的结点路径,这是类似temp来暂存访问路径的数组,然后在有一个最后输出的数组road[]。之后有一个递归函数,在函数中更新temp,visited[]与visit[],且递归函数一定要有递归退出条件,如这两道题中的n==N判断是否递归退出,在退出时判断temp与result,如果当前的temp较大,则把visit[]与temp赋值给road[]与result,这样重复递归遍历多次,最后递归完成的result则为所求的最值。

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