關於遞迴和回溯的一次深入思考

fengzeng發表於2023-03-30

業餘演算法coder,平時做得最多的資料結構演算法就是模擬,很久之前學過遞迴,後來接觸到回溯之後,一直很懵,同樣的遞迴,回溯除了要進行“復原”以外,為什麼會多一個for迴圈。之前一直沒搞懂這個問題,也沒有去深究。直到昨天lc的每日一題,我一眼看出來可以用遞迴解,用遞迴寫了半天都不會,然後看大佬寫的回溯,又是for迴圈中去遞迴,就好像是以前的質變引起量變了一樣,我突然就悟了。

貼一道經典遞迴題:打家劫舍

“有一個陣列values=[5,9,6,2,4,1,3,7,10],小偷不能偷相鄰的財報,也就是說,小偷偷了第一個5之後,就不能偷第二個9了”

這種就是標準的遞迴二叉樹結構:

打勾的表示拿,打叉的表示不拿,如果拿了5,就只有考慮6拿不拿了,如果不拿5,就可以考慮9拿不拿,就這樣一直決策下去,取價值最大的一種方法。

程式碼如下:

        public int dfs(int[] nums, int idx, int curValue) {
            if (idx >= nums.length) {
                return curValue;
            }
	    // 當前這個拿,去下一個決策
	    int no = dfs(nums, idx + 1, curValue);
			
	    // 當前這個拿,下一個就肯定不能拿了,得去下一個的下一個做決策
            int yes = dfs(nums, idx + 2, curValue + nums[idx]);

            return Math.max(no, yes);
        }

再來貼一道經典回溯題:列印子序列

假如有一個字串 abcd,那麼它的子序列為 : a,b,c,d,ab,ac,ad,bc,bd,cd

這種就是標準的回溯結構:

也就是在這裡,我搞明白了為什麼需要一個for'迴圈,上面的模型,只有一棵樹,而回溯,每個點都能成為一棵樹,所以每個for迴圈的時候,就是以這個點開始遍歷樹。

  private void dfs(char[] str, int index, HashSet<String> ans, String path) {
    if (index >= str.length) {
      ans.add(path);
      return;
    }
    // 分別以 a,b,c,d 為頭節點遍歷整棵樹
    for (int j = index; j < str.length; j++) {
      // 當前值拿的情況,去遍歷
      path += str[j];
      dfs(str, j + 1, ans, path);
      // 回溯精髓:復原
      path = path.substring(0, path.length() - 1);
      // 當前值不拿的情況,去遍歷
      dfs(str, j + 1, ans, path);
    }
  }

後面會更新一下從遞迴到記憶化搜尋和動態規劃的方法,動態規劃並不是一蹴而就,轉移方程也不是直接看出來的,原始的方法就是從遞迴最佳化到動態規劃。

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