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5个算法思想

5个算法思想

作者: Hf1dw | 来源:发表于2019-10-11 10:27 被阅读0次

0x01 分治

概念:
分治算法的基本思想是将一个规模为N的问题分解为K个规模较小的子问题,这些子问题相互独立且与原问题性质相同。求出子问题的解,就可得到原问题的解。即一种分目标完成程序算法,简单问题可用二分法完成。

一般步骤:
(1)分解,将要解决的问题划分成若干规模较小的同类问题;
(2)求解,当子问题划分得足够小时,用较简单的方法解决;
(3)合并,按原问题的要求,将子问题的解逐层合并构成原问题的解。

典型例子:
排序中:归并排序、堆排序、快速排序;
实例:找伪币、求最值、棋盘覆盖

https://baike.baidu.com/item/%E5%88%86%E6%B2%BB%E7%AE%97%E6%B3%95/3263297

0x02 动态规划

概念:
用于求解具有某种最优性质的问题。在这类问题中,可能会有许多可行解。每一个解都对应于一个值,我们希望找到具有最优值的解。

动态规划一般可分为线性动规,区域动规,树形动规,背包动规四类。

举例:
线性动规:拦截导弹,合唱队形,挖地雷,建学校,剑客决斗等;
区域动规:石子合并, 加分二叉树,统计单词个数,炮兵布阵等;
树形动规:贪吃的九头龙,二分查找树,聚会的欢乐,数字三角形等;
背包问题:01背包问题,完全背包问题,分组背包问题,二维背包,装箱问题,挤牛奶(同济)等;

应用实例:
最短路径问题 ,项目管理,网络流优化等;

https://baike.baidu.com/item/%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92/529408?fromtitle=%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%92%E7%AE%97%E6%B3%95&fromid=15742703&fr=aladdin

0x03 贪心

原理
在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说,不从整体最优上加以考虑,他所做出的是在某种意义上的局部最优解
从问题的某一个初始解出发一步一步地进行,根据某个优化测度,每一步都要确保能获得局部最优解。每一步只考虑一个数据,他的选取应该满足局部优化的条件。若下一个数据和部分最优解连在一起不再是可行解时,就不把该数据添加到部分解中,直到把所有数据枚举完,或者不能再添加算法停止。

一种近似算法

一般步骤:
1、建立数学模型来描述问题;
2、把求解的问题分成若干个子问题;
3、对每一子问题求解,得到子问题的局部最优解;
4、把子问题的解局部最优解合成原来解问题的一个解。

典型例子:
0/1背包问题
马踏棋盘
均分纸牌

例题:https://www.cnblogs.com/hust-chen/p/8646009.html

0x04 回溯

原理:
在搜索尝试过程中寻找问题的解,当发现已不满足求解条件时,就“回溯”返回,尝试别的路径。
回溯法是一种选优搜索法,按选优条件向前搜索,以达到目标。
但当探索到某一步时,发现原先选择并不优或达不到目标,就退回一步重新选择,这种走不通就退回再走的技术为回溯法,而满足回溯条件的某个状态的点称为“回溯点”。

解决问题一般步骤:
1、 针对所给问题,定义问题的解空间,它至少包含问题的一个(最优)解。

2 、确定易于搜索的解空间结构,使得能用回溯法方便地搜索整个解空间 。

3 、以深度优先的方式搜索解空间,并且在搜索过程中用剪枝函数避免无效搜索。

其实回溯法就是对隐式图的深度优先搜索算法

典型例子:
八皇后问题
描述:在8×8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上,问有多少种摆法。

解决方式:https://blog.csdn.net/weixin_41865447/article/details/80034433

0x05 分支限界

原理:
一种在问题的解空间树T上搜索问题解的算法;
找出满足约束条件的一个解,或是在满足约束条件的解中找出使某一目标函数值达到极大或极小的解,即在某种意义下的最优解。

分支限界法与回溯法的不同:
(1)求解目标:回溯法的求解目标是找出解空间树中满足约束条件的所有解,而分支限界法的求解目标则是找出满足约束条件的一个解,或是在满足约束条件的解中找出在某种意义下的最优解。
(2)搜索方式的不同:回溯法以深度优先的方式搜索解空间树,而分支限界法则以广度优先或以最小耗费优先的方式搜索解空间树。

推荐文章:https://blog.csdn.net/ght886/article/details/80289142

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