搜索 #1 DFS讲解

预计会出2章,第一章是DFS,第二章是BFS。(发现一讲DFS就会讲回溯,所以有变更)

DFS(Depth-First Search)的中文名字叫做深度优先搜索,它是搜索的一种,最多的我们拿他来实现求联通块、地图的问题。

DFS的实现原则是"一条路走到黑,不撞南墙不回头",也就是你按着你的路走下去,哎呀,发现前面全都是墙了,才慌忙掉头回去,那么也就是每一个地图点都遍历一遍,时间复杂度大约是O(nm)。

DFS是递归的一种,它要利用visit/vis(标记)数组来记录是否这个被访问过了,用字符串/int类型来储存输入的地图/数字串,还要定义方向数组,不然代码会非常繁琐,也很容易出错。

DFS最容易出错的就是方向数组和是否执行的判断,为此,相信学过DFS的人会觉得非常头疼导致 精神失常 你编代码的时候思路很乱。

那么,接下来小编就来几个开胃题给大家做做,DFS的精华都在里面了。


B3625 迷宫寻路

题目描述

机器猫被困在一个矩形迷宫里。

迷宫可以视为一个 n×mn\times mn×m 矩阵,每个位置要么是空地,要么是墙。机器猫只能从一个空地走到其上、下、左、右的空地。

机器猫初始时位于 (1,1)(1, 1)(1,1) 的位置,问能否走到 (n,m)(n, m)(n,m) 位置。

输入格式

第一行,两个正整数 n,mn,mn,m。

接下来 nnn 行,输入这个迷宫。每行输入一个长为 mmm 的字符串,# 表示墙,. 表示空地。

输出格式

仅一行,一个字符串。如果机器猫能走到 (n,m)(n, m)(n,m),则输出 Yes;否则输出 No

输入输出样例 #1

输入 #1

复制代码
3 5
.##.#
.#...
...#.

输出 #1

复制代码
Yes

说明/提示

样例解释

路线如下:(1,1)→(2,1)→(3,1)→(3,2)→(3,3)→(2,3)→(2,4)→(2,5)→(3,5)(1,1)\to (2,1) \to (3,1) \to (3,2)\to (3,3) \to (2, 3) \to (2, 4) \to (2, 5) \to (3, 5)(1,1)→(2,1)→(3,1)→(3,2)→(3,3)→(2,3)→(2,4)→(2,5)→(3,5)

数据规模与约定

对于 100%100\%100% 的数据,保证 1≤n,m≤1001 \leq n, m \leq 1001≤n,m≤100,且 (1,1)(1,1)(1,1) 和 (n,m)(n, m)(n,m) 均为空地。

这道题其实理解了就很简单,我会在代码里给大家讲解,本期内容还是适于对搜索有一定了解的同学学习。

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
using namespace std;
int n,m;//长和宽
char ch;//临时变量
int a[105][105];//将字符数组变成int数组
bool vis[105][105];//标记数组,记录当前位置是否走过
int dx[]={-1,1,0,0};
int dy[]={0,0,-1,1};
//方向数组,上下对照,可以调换两个相对的位置
//这里的位置是(x-1,y)上,(x+1,y)下,(x,y+1)右,(x,y-1)左
void dfs(int x,int y){//机器猫此时的坐标
    vis[x][y]=1;
    if(x==n&&y==m) return ;//抵达终点了就返回
    for(int i=0;i<4;i++){//四个方向
        int xx=x+dx[i];
        int yy=y+dy[i];
        //可能的新坐标
        if(xx>=1&&xx<=n&&yy>=1&&yy<=m&&vis[xx][yy]==0&&a[xx][yy]==0){
            dfs(xx,yy);
        }
    }
    //我个人认为不用return 什么的了,因为如果四方向都不成立的话
    //会直接返回上一层递归
}
signed main(){
    cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=m;j++){
            cin>>ch;
            if(ch=='#') a[i][j]=1;//是路障
            else a[i][j]=0;//非路障
        }
    }
    dfs(1,1);//重头戏
    cout<<(vis[n][m]==1?"Yes":"No");//抵达了/没有
    return 0;
}

B3623 枚举排列(递归实现排列型枚举)

题目描述

今有 nnn 名学生,要从中选出 kkk 人排成一列拍照。

请按字典序输出所有可能的排列方式。

输入格式

仅一行,两个正整数 n,kn, kn,k。

输出格式

若干行,每行 kkk 个正整数,表示一种可能的队伍顺序。

输入输出样例 #1

输入 #1

复制代码
3 2

输出 #1

复制代码
1 2
1 3
2 1
2 3
3 1
3 2

说明/提示

对于 100%100\%100% 的数据,1≤k≤n≤101\leq k\leq n \leq 101≤k≤n≤10。

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
using namespace std;
int n,k,vis[15],a[15];
void dfs(int x){//x是第几位
    if(x>k){//满足条件了
        for(int i=1;i<=k;i++){
            cout<<a[i]<<" ";//输出
        }
        cout<<"\n";//换行
        return ;//回溯
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(vis[i]==0){
            a[x]=i;//没有标记过(出现过),记下来
            vis[i]=1;//标记
            dfs(x+1);//下一位
            vis[i]=0;//回溯了嘛,所以要标记为没有选择过
        }
    }
}
signed main(){
    cin>>n>>k;
    dfs(1);//从第一位开始
    return 0;
}

P10448 组合型枚举

题目描述

从 1∼n1 \sim n1∼n 这 nnn 个整数中随机选出 mmm 个,输出所有可能的选择方案。

输入格式

两个整数 n,mn, mn,m ,在同一行用空格隔开。

输出格式

按照从小到大的顺序输出所有方案,每行 111 个。

首先,同一行内的数升序排列,相邻两个数用一个空格隔开。

其次,对于两个不同的行,对应下标的数一一比较,字典序较小的排在前面(例如 1 3 5 7 排在 1 3 6 8 前面)。

输入输出样例 #1

输入 #1

复制代码
5 3

输出 #1

复制代码
1 2 3 
1 2 4 
1 2 5 
1 3 4 
1 3 5 
1 4 5 
2 3 4 
2 3 5 
2 4 5 
3 4 5

说明/提示

对于所有测试数据满足 0≤m≤n0 \le m \le n0≤m≤n , n+(n−m)≤25n+(n-m) \le 25n+(n−m)≤25。

cpp 复制代码
#include <cstdio>
using namespace std;
int n, r;
int f[25];
void dfs(int h, int l) {
	if(h == r + 1) {  // 搜到了,输出
		for(int i = 1; i <= r; ++i)
			printf("%d ", f[i]);
		putchar('\n');
		return;
	}
	for(int i = l; i <= n - r + h; ++i) {
		f[h] = i;
		dfs(h + 1, i + 1);  // 保证升序
	}
}
int main() {
	scanf("%d%d", &n, &r);
	dfs(1, 1);
}

P1451 求细胞数量

题目描述

一矩形阵列由数字 000 到 999 组成,数字 111 到 999 代表细胞,细胞的定义为沿细胞数字上下左右若还是细胞数字则为同一细胞,求给定矩形阵列的细胞个数。

输入格式

第一行两个整数代表矩阵大小 nnn 和 mmm。

接下来 nnn 行,每行一个长度为 mmm 的只含字符 09 的字符串,代表这个 n×mn \times mn×m 的矩阵。

输出格式

一行一个整数代表细胞个数。

输入输出样例 #1

输入 #1

复制代码
4 10
0234500067
1034560500
2045600671
0000000089

输出 #1

复制代码
4

说明/提示

数据规模与约定

对于 100%100\%100% 的数据,保证 1≤n,m≤1001 \le n,m \le 1001≤n,m≤100。

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n, m, ans;
int a[105][105], vis[105][105];//细胞数组,标记数组
int dx[] = {1, -1, 0, 0};//方向数组
int dy[] = {0, 0, -1, 1};
void dfs(int x, int y){
    vis[x][y] = 1;//这个地方走过了
    for(int i = 0; i < 4; i ++){
        int nx = x + dx[i];//新坐标
        int ny = y + dy[i];
        if(nx < 1 || nx > n || ny < 1 || ny > m || a[nx][ny] == 0 || vis[nx][ny] == 1) continue;//判断新坐标是否符合要求
		dfs(nx, ny);//符合要求,继续
    }
}
int main(){
    cin >> n >> m;
    for(int i = 1; i <= n; i ++){
        for(int j = 1; j <= m; j ++)
            scanf("%1d", &a[i][j]);//每次只是读入一个细胞数字
    }
    for(int i = 1; i <= n; i ++){
        for(int j = 1; j <= m; j ++)
            if(a[i][j] != 0 && vis[i][j] == 0) {
                dfs(i, j);//每次DFS都是把一个联通块给用vis统统标记
                ans ++;//标记完了,你已经探索到一个联通块
            }
    }
    cout << ans;//输出总量
    return 0;
}

好的,大家已经学习了四道题了,先休息会吧!


马走日

题目描述

马在中国象棋以日字形规则移动。

请编写一段程序,给定 n×mn×mn×m 大小的棋盘,以及马的初始位置 (x,y)(x,y)(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(T<10)T(T < 10)T(T<10),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。(0≤x≤n−1,0≤y≤m−1,m<10,n<10)n,m,x,y。(0≤x≤n-1,0≤y≤m-1, m < 10, n < 10)n,m,x,y。(0≤x≤n−1,0≤y≤m−1,m<10,n<10)。

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,0为无法遍历一次。

输入/输出例子1
输入:

1

5 4 0 0

输出:

32

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
#define endl '\n'
using namespace std;
int s,n,m,x,y,vis[15][15];
int dx[]={2,2,-2,-2,1,-1,1,-1};//方向数组
int dy[]={1,-1,1,-1,2,2,-2,-2};

void dfs(int x,int y,int steps){//steps 步数
    if(steps==n*m){//走完了整个棋盘
        s++;//记录
        return ;//返回
    }
    for(int i=0;i<8;i++){//正常的,只不过是八方向了
        int xx=x+dx[i];
        int yy=y+dy[i];
        if(xx>=0&&xx<n&&yy>=0&&yy<m&&vis[xx][yy]==0){
        	vis[xx][yy]=true;
	        dfs(xx,yy,steps+1);
	        vis[xx][yy]=false;
		}
        
    }
}
void solve(){    
    s=0;
    cin>>n>>m>>x>>y;
    memset(vis,0,sizeof(vis));//多组数据,将它清零
    vis[x][y]=true;
    dfs(x,y,1);
    cout<<s<<endl;
}
signed main(){
    int T=1;
    cin>>T;
    while(T--){
        solve();
    }
    return 0;
}

我认为大家已经学完基础的DFS的内容了,进阶的我暂时不讲,同学们,下课,记得给小编点个关注哦!

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