• DFS之迭代加深、双向DFS、IDA*


    迭代加深

    170. 加成序列 - AcWing题库

    剪枝1:优先枚举较大的数

    剪枝2:排除等效冗余

    1. import java.util.*;
    2. public class Main{
    3. static int N = 110, n;
    4. static int[] path = new int[N];
    5. static boolean[] st = new boolean[N];
    6. //当前是第几层,最大层数
    7. public static boolean dfs(int u, int length){
    8. if(u == length) return path[u - 1] == n;
    9. Arrays.fill(st, false);//每次都要重置,用于冗余性剪枝
    10. for(int i = u - 1; i >= 0; i --){//从大到小开始枚举,优化搜索顺序
    11. for(int j = i; j >= 0; j --){
    12. int s = path[i] + path[j];
    13. if(s <= n && s > path[u - 1] && !st[s]){
    14. st[s] = true;
    15. path[u] = s;
    16. if(dfs(u + 1, length)) return true;
    17. }
    18. }
    19. }
    20. return false;
    21. }
    22. public static void main(String[] args){
    23. Scanner sc = new Scanner(System.in);
    24. while(true){
    25. n = sc.nextInt();
    26. if(n == 0) break;
    27. path[0] = 1;
    28. int length = 1;//每次往下的深度
    29. while(!dfs(1, length)) length ++;
    30. for(int i = 0; i < length; i ++){
    31. System.out.print(path[i] + " ");
    32. }
    33. System.out.println();
    34. }
    35. }
    36. }

    双向DFS

    171. 送礼物 - AcWing题库

    1. import java.util.*;
    2. public class Main{
    3. //cnt表示前半段的方案数
    4. static int N = 50, n, m, cnt, k;
    5. static int[] w = new int[N];
    6. static int[] weights = new int[1 << 25];//前半段不同的重量组合
    7. static long ans;//一次能搬运的最大物品重量之和
    8. //翻转数组,经过排序之后,这个函数令从小到大排序变成从大到小排序
    9. public static void reverse(){
    10. for(int i = 0; i < n / 2; i ++){
    11. int temp = w[i];
    12. w[i] = w[n - 1 - i];
    13. w[n - 1 - i] = temp;
    14. }
    15. }
    16. //数组去重后得到的元素数量
    17. public static int unique(){
    18. int t = 0;
    19. for(int i = 0; i < cnt; i ++){
    20. if(i == 0 || weights[i] != weights[i - 1]) weights[t ++] = weights[i];
    21. }
    22. return t;
    23. }
    24. //前半段的所有方案:当前枚举到第u个数,总重量为s
    25. public static void dfs1(int u, int s){
    26. if(u >= k){
    27. weights[cnt ++] = s;
    28. return;
    29. }
    30. //选当前这个数
    31. if((long)s + w[u] <= m) dfs1(u + 1, s + w[u]);
    32. //不选当前这个数
    33. dfs1(u + 1, s);
    34. }
    35. //遍历第二段,寻找第一段中是否有合适的方案值
    36. public static void dfs2(int u, int s){
    37. if(u >= n){
    38. //二分查找第一段方案与第二段方案加起来小于m的最大值
    39. int l = 0, r = cnt - 1;
    40. while(l < r){
    41. int mid = (l + r + 1) >> 1;
    42. if((long)weights[mid] + s <= m) l = mid;
    43. else r = mid - 1;
    44. }
    45. if((long)weights[l] + s <= m) ans = Math.max(ans, weights[l] + s);
    46. return;
    47. }
    48. //选当前这个数
    49. if((long)s + w[u] <= m) dfs2(u + 1, s + w[u]);
    50. //不选当前这个数
    51. dfs2(u + 1, s);
    52. }
    53. public static void main(String[] args){
    54. Scanner sc = new Scanner(System.in);
    55. m = sc.nextInt();//力气最大值
    56. n = sc.nextInt();//礼物数
    57. for(int i = 0; i < n; i ++){
    58. w[i] = sc.nextInt();//每件礼物的重量
    59. }
    60. Arrays.sort(w, 0, n);//排序
    61. reverse();//翻转
    62. k = n / 2 + 2;//前半段的数
    63. dfs1(0, 0);//找出前半段重量的所有方案,第0个数开始,一开始总重量为0
    64. Arrays.sort(weights, 0, cnt);//排序
    65. cnt = unique();//前半段方案去重后的数量
    66. dfs2(k, 0);
    67. System.out.print(ans);
    68. }
    69. }

     

    IDA*

    基本思想就是剪枝:对未来所需要的步数进行一个估计(估计值<=真实值) 

    180. 排书 - AcWing题库

     

     java的arrayCopy用法_static void arraycopy用法-CSDN博客

    Arrays.copyOf() 用法-CSDN博客 

    1. import java.util.*;
    2. public class Main{
    3. static int N = 15, n;
    4. static int[] q = new int[N];//书的摆放顺序
    5. static int[][] w = new int[5][N];//每层的复原数组
    6. //求出错误后继的个数,然后由于每次调换最多修正3个错误后继
    7. public static int f(){
    8. int tot = 0;
    9. for(int i = 0; i < n - 1; i ++){
    10. if(q[i + 1] != q[i] + 1) tot ++;
    11. }
    12. return (tot + 2) / 3;
    13. }
    14. public static boolean dfs(int u, int depth){
    15. if(u + f() > depth) return false;//当前层数加估计层数大于最大层数
    16. if(f() == 0) return true;//错误后继为0
    17. for(int len = 1; len <= n; len ++){
    18. for(int l = 0; l + len - 1 < n; l ++){
    19. int r = l + len - 1;
    20. for(int k = r + 1; k < n; k ++){//移到k的后面
    21. w[u] = Arrays.copyOf(q, N);//拷贝
    22. int y = l;
    23. for(int x = r + 1; x <= k; x ++) q[y ++] = w[u][x];
    24. for(int x = l; x <= r; x ++) q[y ++] = w[u][x];
    25. if(dfs(u + 1, depth)) return true;
    26. q = Arrays.copyOf(w[u], N);//恢复现场
    27. }
    28. }
    29. }
    30. return false;
    31. }
    32. public static void main(String[] args){
    33. Scanner sc = new Scanner(System.in);
    34. int T = sc.nextInt();
    35. while(T -- > 0){
    36. n = sc.nextInt();
    37. for(int i = 0; i < n; i ++){
    38. q[i] = sc.nextInt();
    39. }
    40. int depth = 0;//这里是因为w数组从0开始
    41. //迭代加深
    42. while(depth < 5 && !dfs(0, depth)) depth ++;
    43. if(depth >= 5) System.out.println("5 or more");
    44. else System.out.println(depth);
    45. }
    46. }
    47. }

     

    181. 回转游戏 - AcWing题库

     

    1. import java.io.*;
    2. public class Main{
    3. static int N = 24;
    4. static int[] q = new int[N];//棋盘状态
    5. //棋盘每个位置的编号
    6. static int[][] op = {
    7. {0, 2, 6, 11, 15, 20, 22},
    8. {1, 3, 8, 12, 17, 21, 23},
    9. {10, 9, 8, 7, 6, 5, 4},
    10. {19, 18, 17, 16, 15, 14, 13},
    11. {23, 21, 17, 12, 8, 3, 1},
    12. {22, 20, 15, 11, 6, 2, 0},
    13. {13, 14, 15, 16, 17, 18, 19},
    14. {4, 5, 6, 7, 8, 9, 10},
    15. };
    16. //中间8个数的编号
    17. static int[] center = {6, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 17};
    18. //每个操作的反向操作
    19. static int[] opposite = {5, 4, 7, 6, 1, 0, 3, 2};
    20. //操作方案
    21. static int[] path = new int[100];
    22. //估价函数,找到中间八个格子中最多的数
    23. public static int f(){
    24. int[] sum = new int[4];
    25. for(int i = 0; i < 8; i ++) sum[q[center[i]]] ++;
    26. int s = 0;
    27. for(int i = 1; i <= 3; i ++) s = Math.max(s, sum[i]);
    28. return 8 - s;//最少还要进行的操作的数量
    29. }
    30. //移动函数
    31. public static void operation(int x){//x表示第几个操作
    32. int t = q[op[x][0]];
    33. for(int i = 0; i < 6; i ++) q[op[x][i]] = q[op[x][i + 1]];
    34. q[op[x][6]] = t;
    35. }
    36. public static boolean dfs(int u, int depth, int last){
    37. if(u + f() > depth) return false;
    38. if(f() == 0) return true;
    39. for(int i = 0; i < 8; i ++){
    40. if(opposite[i] == last) continue;//如果是反向操作,立即停止
    41. operation(i);
    42. path[u] = i;
    43. if(dfs(u + 1, depth, i)) return true;
    44. operation(opposite[i]);
    45. }
    46. return false;
    47. }
    48. public static void main(String[] args)throws IOException{
    49. BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    50. String cur = "";
    51. while(!(cur = br.readLine()).equals("0")){
    52. //题目中说了每个测试用例占一行
    53. String[] arr = cur.split(" ");
    54. for(int i = 0; i < 24; i ++) q[i] = Integer.parseInt(arr[i]);
    55. int depth = 0;
    56. int last = -1;//上一次的操作
    57. while(!dfs(0, depth, last)) depth ++;
    58. if(depth == 0) System.out.println("No moves needed");
    59. else{
    60. for(int i = 0; i < depth; i ++) System.out.print((char)(path[i] + 'A'));
    61. System.out.println();
    62. }
    63. //无论哪种情况都要输出中间格子的数
    64. System.out.println(q[center[0]]);
    65. }
    66. }
    67. }

     

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/m0_73165551/article/details/136392908