递归、回溯、DFS和BFS总结

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递归和回溯

递归
递归是指函数/过程/子程序在运行过程中直接或间接调用自身而产生的重入现象。
运用递归的条件:
1. 子问题须与原始问题为同样的事,且更为简单;
2. 不能无限制地调用本身,须有个出口,化简为非递归状况处理。

回溯
回溯也称试探法,它的基本思想是:从问题的某一种状态(初始状态)出发,搜索从这种状态出发所能达到的所有“状态”,当一条路走到“尽头”的时候(不能再前进),再后退一步或若干步,从另一种可能“状态”出发,继续搜索,直到所有的“路径”(状态)都试探过。这种不断“前进”、不断“回溯”寻找解的方法,就称作“回溯法”。

递归是一种算法结构,回溯是一种算法思想
一个递归就是在函数中调用函数本身来解决问题
回溯就是通过不同的尝试来生成问题的解,有点类似于穷举,但是和穷举不同的是回溯会“剪枝”,意思就是对已经知道错误的结果没必要再枚举接下来的答案了,比如一个有序数列1,2,3,4,5,我要找和为5的所有集合,从前往后搜索我选了1,然后2,然后选3 的时候发现和已经大于预期,那么4,5肯定也不行,这就是一种对搜索过程的优化

回溯和DFS

回溯搜索是深度优先搜索(DFS)的一种
对于某一个搜索树来说(搜索树是起记录路径和状态判断的作用),回溯和DFS,其主要的区别是,回溯法在求解过程中不保留完整的树结构,而深度优先搜索则记下完整的搜索树。
为了减少存储空间,在深度优先搜索中,用标志的方法记录访问过的状态,这种处理方法使得深度优先搜索法与回溯法没什么区别了。

BFS和DFS

DFS(深度优先搜索)
是两个搜索中先理解并使用的,其实就是暴力把所有的路径都搜索出来,它运用了回溯,保存这次的位置,深入搜索,都搜索完了便回溯回来,搜下一个位置,直到把所有最深位置都搜一遍,要注意的一点是,搜索的时候有记录走过的位置,标记完后可能要改回来;

BFS(广度优先搜索)
从某点开始,走四面可以走的路,然后在从这些路,在找可以走的路,直到最先找到符合条件的,这个运用需要用到队列(queue)。

区别
其实有时候两个都可以用,不过需要其他的东西来记录什么的,各自有各自的优势
bfs是用来搜索最短径路的解是比较合适的,比如求最少步数的解,最少交换次数的解,因为bfs搜索过程中遇到的解一定是离最初位置最近的,所以遇到一个解,一定就是最优解,此时搜索算法可以终止,而如果用dfs,会搜一些其他的位置,需要搜很多次,然后还要一个东西来记录这次找的位置,之后找到的还要和这次找到的进行比较,这样就比较麻烦
dfs适合搜索全部的解,因为要搜索全部的解,在记录路径的时候也会简单一点,而bfs搜索过程中,遇到离根最近的解,并没有什么用,也必须遍历完整棵搜索树。
bfs是舍弃时间换取空间,bfs是舍去空间换取时间。因为dfs要走很多的路径,可能都是没用的,(做有些题目的时候要进行剪枝,就是确定不符合条件的就可以推出,以免浪费时间,否则有些题目会TLE);而bfs可以走的点要存起来,需要队列,因此需要空间来储存,但是快一点。

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