DFS与回溯

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关于dfs什么时候需要使用回溯,什么时候不需要使用回溯:

dfs常见题目,全排列、八皇后、红与黑:

DFS连通性模型: 又可以分为需要回溯和不需要回溯:

eg1.红与黑

有一间长方形的房子,地上铺了红色、黑色两种颜色的正方形瓷砖。

你站在其中一块黑色的瓷砖上,只能向相邻(上下左右四个方向)的黑色瓷砖移动。

请写一个程序,计算你总共能够到达多少块黑色的瓷砖。

输入格式

输入包括多个数据集合。

每个数据集合的第一行是两个整数 W和 H,分别表示 x 方向和 y方向瓷砖的数量。

在接下来的 H 行中,每行包括 W个字符。每个字符表示一块瓷砖的颜色,规则如下

1)‘.’:黑色的瓷砖;
2)‘#’:红色的瓷砖;
3)‘@’:黑色的瓷砖,并且你站在这块瓷砖上。该字符在每个数据集合中唯一出现一次。

当在一行中读入的是两个零时,表示输入结束。

输出格式

对每个数据集合,分别输出一行,显示你从初始位置出发能到达的瓷砖数(记数时包括初始位置的瓷砖)。

数据范围

1≤W,H≤20

输入样例:

6 9 
....#. 
.....# 
...... 
...... 
...... 
...... 
...... 
#@...# 
.#..#. 
0 0

输出样例:

45

思路:需要找出所有从初始点能够到达的点,所以被搜的点直接标记,然后继续递归搜索其他点即可,直到无法搜索到合法的点即可。最后返回结果就行。

public class Main {
    static int w, h;
    static int cnt;

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            char[][] graph = new char[25][25];
            cnt = 0;
            h = sc.nextInt();
            w = sc.nextInt();
            if (w == 0 && h == 0) {
                return;
            }
            int st = 0, ed = 0;
            for (int i = 0; i < w; i++) {
                String str;
                str = sc.next();
                for (int j = 0; j < h; j++) {
                    graph[i][j] = str.charAt(j);
                    if (graph[i][j] == '@') {
                        st = i;
                        ed = j;
                    }
                }
            }
            dfs(graph, st, ed);
            System.out.println(cnt);
        }
    }

    public static void dfs(char[][] g, int x, int y) {
        int[] dx = {0, -1, 0, 1};
        int[] dy = {-1, 0, 1, 0};
        if (g[x][y] == '#') {
            return ;
        }
        cnt++;
        g[x][y] = '#';
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int a = x + dx[i];
            int b = y + dy[i];
            if (a >= 0 && a < w && b >= 0 && b < h && g[a][b] == '.') {
                dfs(g, a, b);
            }
        }
    }
}

eg2.八皇后,马走日

经典dfs+回溯

马在中国象棋以日字形规则移动。

请编写一段程序,给定 n∗m大小的棋盘,以及马的初始位置 (x,y),要求不能重复经过棋盘上的同一个点,计算马可以有多少途径遍历棋盘上的所有点。

输入格式

第一行为整数 T,表示测试数据组数。

每一组测试数据包含一行,为四个整数,分别为棋盘的大小以及初始位置坐标 n,m,x,y。

输出格式

每组测试数据包含一行,为一个整数,表示马能遍历棋盘的途径总数,若无法遍历棋盘上的所有点则输出 0。

数据范围

1≤T≤9,
1≤m,n≤9,
1≤n×m≤28,
0≤x≤n−1,
0≤y≤m−1,

输入样例:

1
5 4 0 0

输出样例:

32

dfs,可以在图上画出棋子可走的八个方向,然后采用dfs

public class Main {
    static int T;
    static int cnt;
    static int res;
    static int n,m;
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        T = sc.nextInt();
        for (int i = 0; i < T; i++) {
            int[][] g;//记录是否访问过该点,访问为1,未访问为0
            res = 0;
            n = sc.nextInt();
            m = sc.nextInt();
            g = new int[n+1][m+1];
            int x,y;
            x = sc.nextInt();
            y = sc.nextInt();
            g[x][y] = 1;
            dfs(g,x,y,1);
            System.out.println(res);
        }
    }

    public static void dfs(int[][] g,int x,int y,int t){
        int[] dx = {-1,-2,-2,-1,1,2,2,1};
        int[] dy = {-2,-1,1,2,2,1,-1,-2};
        if(t == n * m){//当访问的点数为棋盘上所有的点时,表明符合,所以路线+1,
            res++;
            return;
        }
        for(int i = 0; i < 8; i++){
            int a = x + dx[i];
            int b = y + dy[i];
            if(a >= 0 && a < n && b >= 0 && b < m && g[a][b] == 0){
                g[a][b] = 1;
                dfs(g,a,b,t+1);
                g[a][b] = 0;//回溯
            }
        }
    }
}

迷宫类问题,测试两点之间是否连通需要使用回溯。因为当前路径不一定能够到达目标,搜索到非法路径时就需要恢复现场。