【算法】【殊途同歸】搜索算法之(深度優先 || 廣度優先) (約束條件 || 限界函數)

對于所謂的分支限界法回溯法,我們完全可以更加靈活,請看表格。

深度優先廣度優先約束條件限界函數算法策略
回溯法局部判定
分支限界法局部判定
加限界的回溯法局部判定
枚舉法全局判定
枚舉法全局判定

前兩種是我們常見的,但是,事實上,這幾種方式, 怎么玩都行,看實際需求了。

一般來說,剪枝策略使用 約束條件 + 限界函數,然后再配合深度優先或者廣度優先,是最好不過的了,也就是后兩種

這樣一來,能夠盡可能地剪枝,以提高搜索效率。

而最后兩種枚舉法,則沒有剪枝策略,是一種全局判定方式,是最低效的。

總之,這三種常見的搜索算法,無非就是

  • 枚舉策略
    • 深度優先
    • 廣度優先
  • 剪枝策略
    • 約束條件
    • 限界函數
枚舉策略剪枝策略
深度優先約束條件
廣度優先限界函數

其中,枚舉策略有且僅有一種,剪枝策略則隨意,然后就有了經典的枚舉法(蠻力法)、回溯法和分支限界法。

搜索算法的學習策略

已經顯而易見了,這4種方式,單獨學明白,懂邏輯,會實現,然后再組合起來使用就OK了。

預測思想:限界函數

限界函數是通過對子樹未來的上界/下界的預測,來評定是否需要繼續生成,方法就是按照平均值排序后,乘以剩余容量。

具體實例可以參考

  1. 0/1 knapsack problem using branch and bound

  2. 分支限界法-01背包問題

限界函數和約束條件的目標

  1. 約束條件,是為了去掉不可行解,從而進行剪枝
  2. 限界函數,是為了去掉非最優解,從而剪枝,但是它依然是可行解

在這里插入圖片描述

明確了這兩個目標,就能夠更加針對性選擇了,如果題目求多個可行解,那么就不可能使用限界函數。

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