DFS将递归改为非递归这个方法的需求来自于一道三维积木组合的题目,还在苦苦调试中,暂且不提。
普通的认识对于递归向非递归的转化无非是使用栈,但是结合到深度搜索如何将栈很好利用,如何很好保存现场,都不是很轻松(自身感觉)。
网上大部分转化都是基于图的搜索进行,总是引出邻接点的概念,让人越看越迷,毕竟不是每个DFS都是图(不可否认都可以看成是图)。
在众多资料中看到了CSDN上的一个转化方法很新颖(结构之法,算法之道):http://blog.csdn.net/v_july_v/article/details/6111353。
最后一点结合图提出了用队列栈来进行转化,由于伪代码和图有关,而且用到标志什么的,并没有细看,但是这个思想倒是启发了我。于是我决定使用这个思想进行转化尝试。
全排列问题是一个典型的可利用DFS搜索出结果的题目,正巧我们学校的OJ上有这个题目的评测:http://acm.xmu.edu.cn/JudgeOnline/problem.php?id=1005
于是使用队列栈来进行全排列,核心思想是:
1.使用每一个队列表示深度搜索的同一层节点。
2.栈的关系表示的是父亲和儿子的关系,不同层节点,且底部栈表示父亲节点,上层栈表示儿子节点
整个非递归DFS过程如下:
1.初始化最底层栈
2.只要栈内还有队列继续循环(3-5):
3.将栈顶队列弹出:
4.判断栈顶队列是否为空,若为空,进行恢复现场操作,并且往回回溯,若不为空,将栈顶队列首元素出栈,为该元素生成下层节点,也为一个队列,然后将该元素作为已经遍历的一部分,记录到结果中。
5.判断生成的队列是否为空,为空,说明已经到了搜索最底层,可输出相应的解,若不为空,将此队列入栈。
这里有两个注意点:
1.恢复现场操作有两处:一处在放置结果的时候,一处为栈顶队列为空的时候
2.在第四步将栈顶队列首元素出栈之后,这个队列有可能为空,在这里不需要对这个队列进行和第5步类似的操作。因为有可能出现该节点为空,而儿子并不为空的情况。
1 #include<iostream> 2 #include<stack> 3 #include<queue> 4 using namespace std; 5 int n; 6 int ans[12]; 7 int visited[12]={0}; 8 typedef struct point{ 9 int num; 10 }Point; 11 stack< queue<Point> > mainstack; 12 void DFS() 13 { 14 15 int cur=1; 16 queue<Point> oneq; 17 for(int i=1;i<=n;i++) 18 { 19 Point oneP; 20 oneP.num=i; 21 oneq.push(oneP); 22 } 23 mainstack.push(oneq); 24 while(!mainstack.empty()) 25 { 26 queue<Point> twoq; 27 twoq=mainstack.top();mainstack.pop(); 28 if(!twoq.empty()) 29 { 30 Point twoP=twoq.front();twoq.pop(); 31 int onenum=twoP.num; 32 visited[ans[cur]]=0;//1.如果要修改则将当前置为可用 33 ans[cur]=onenum; 34 visited[onenum]=1; 35 queue<Point> threeq;//该节点的子节点 36 for(int i=1;i<=n;i++) 37 { 38 if(visited[i]==0) 39 { 40 Point threep; 41 threep.num=i;//threep.flag=i; 42 threeq.push(threep); 43 } 44 } 45 //在这里直接加空判断,会出现本节点兄弟为空,儿子不为空的情况 46 mainstack.push(twoq); 47 //没有可扩展节点 48 if(threeq.empty()) 49 { 50 for(int i=1;i<=n;i++) 51 cout<<ans[i]<<" "; 52 cout<<endl; 53 } 54 else 55 { 56 mainstack.push(threeq); 57 cur++; 58 } 59 } 60 else 61 { 62 visited[ans[cur]]=0; 63 ans[cur]=0;//这里置0才能完全还原 64 cur--; 65 } 66 } 67 } 68 int main() 69 { 70 cin>>n; 71 DFS(); 72 return 0; 73 }
至于到全排序查重的地方,应该还有可以优化的地方,暂且不提,此代码在XOJ上提交通过。
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