DFS【搜索1】

DFS模板
void dfs(int depth)//depth表示当前的层数(或深度)
{
    if(depth>n)//到达叶子节点,该路已走到尽头
        return;
    for(int i=1;i<=n;i++)//n表示最大的值,即最大深度为n
    {
        if(b[i]==0)//b数组表示探索的状态,1表示已被探索,0表示尚未被探索
        {
            b[i]=1;//标记当前的b[i]已被探索
            a[level]=i;//记录当前的节点值
            dfs(level+1);//进一步的搜索
            b[i]=0;//还原当前的b[i]元素被探索的状态
        }
    }
}

 


 

数字型搜索


 

全排列问题

题目描述

排列与组合是常用的数学方法。
先给一个正整数 ( 1 < = n < = 10 )
例如n=3,所有组合,并且按字典序输出:
1 2 3
1 3 2
2 1 3
2 3 1
3 1 2
3 2 1 

输入

输入一个整数n(  1<=n<=10)

输出

输出所有全排列

每个全排列一行,相邻两个数用空格隔开(最后一个数后面没有空格)

样例输入 Copy

3

样例输出 Copy

1 2 3
1 3 2
2 1 3
2 3 1
3 1 2
3 2 1
#include<bits/stdc++.h>
#include<queue>
using namespace std;
const int N=100;
typedef long long ll;
int n,a[10010],b[10010];
void print()
{
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        printf("%5d",a[i]);
    }
    cout<<endl;
}
void dfs(int level)
{
    if(level==n+1)
    {
        print();
        return;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(b[i]==0)
        {
            b[i]=1;
            a[level]=i;
            dfs(level+1);
            b[i]=0;
        }
    }
}
int main()
{
    cin>>n;
    dfs(1);
}
【牛客】 Factorial

1、暴力解题,代码略;

2、dfs解题(重点),万物皆可搜,有点类似斐波那契递归

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll maxn=1e5+10;
#define IO ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(0)
#define T int t ;cin >> t;while(t--)
ll a[maxn];
ll dfs(ll n)
{
    if(n<=1)
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return dfs(n-1)*n;
    }
}
int main()
{
    T
    {
        ll n;
        scanf("%lld",&n);
        printf("%lld\n",dfs(n));
    }
}

 


 

地图型搜索


 

n皇后问题

DFS【搜索1】

 

 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
int n,y[100010],s,ans[100010];
bool check(int x)//剪枝,判断两点的位置\\
两点的斜率的绝对值不得等于1;两点不得在同一水平线上(包括同一行和同一列)
{
    for(int i=1;i<x;i++)//i本身就是指行号,y[i]表示对应的列号
    {
        if(abs(x-i)==abs(y[x]-y[i])||y[x]==y[i]||x==i)
        {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}
void dfs(int num)
{
    if(num>n)//越界处理
    {
        s++;
        return;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        y[num]=i;//将当前的行号赋值给第num个皇后
        if(check(num))
            dfs(num+1);//进行下一步的搜索
    }
}
int main()
{
    for(int i=1;i<=10;i++)
    {
        n=i;
        s=0;
        dfs(1);
        ans[i]=s;
    }
    while(~scanf("%d",&n)&&n)
        printf("%d\n",ans[n]);
}
 POJ3083 Children of the Candy Corn

左搜索(Ldfs)+右搜索(Rdfs)+最短路径搜索(bfs)

搜索方位

DFS【搜索1】

 

 左搜索:

始终靠左搜索,如果左边是墙#,那就往上面搜索;上面是墙#,那就往右边搜索;右边是墙#则返回之前的位置,即往后搜索。

右搜索:

 

bfs最短路搜索:

创建队列,在一个点的周围的同一层搜索(这是与DFS的区别最大之处),用vis数组标记是否被搜索过

#include<bits/stdc++.h>
typedef long long ll;
using namespace std;
const int N=55;
char mp[41][41];
int vis[41][41];
int m,n,f,ans1,ans2;
int head_x,head_y,tail_x,tail_y;
int dir1[4][2]= {-1,0,1,0,0,1,0,-1};
struct node
{
    int x,y,step;
} head,tail;
bool judge(int xx,int yy)
{
    if(xx>=1&&xx<=m&&yy>=1&&yy<=n&&mp[xx][yy]!='#'&&vis[xx][yy]==0)
        return true;
    return false;
}
void dfs1(int xx,int yy,int step,int dir)//逆时针走法
{
    if(f==1)
        return;
    if(xx==tail_x&&yy==tail_y)
    {
        f=1;
        ans1=step;
        return;
    }
    if(dir==1)//右上左下
    {
        if(judge(xx+1,yy)) dfs1(xx+1,yy,step+1,4);
        if(judge(xx,yy-1)) dfs1(xx,yy-1,step+1,1);
        if(judge(xx-1,yy)) dfs1(xx-1,yy,step+1,2);
        if(judge(xx,yy+1)) dfs1(xx,yy+1,step+1,3);
    }
    else if(dir==2)//上左下右
    {
        if(judge(xx,yy-1)) dfs1(xx,yy-1,step+1,1);
        if(judge(xx-1,yy)) dfs1(xx-1,yy,step+1,2);
        if(judge(xx,yy+1)) dfs1(xx,yy+1,step+1,3);
        if(judge(xx+1,yy)) dfs1(xx+1,yy,step+1,4);
    }
    else if(dir==3)//左下右上
    {

        if(judge(xx-1,yy)) dfs1(xx-1,yy,step+1,2);
        if(judge(xx,yy+1)) dfs1(xx,yy+1,step+1,3);
        if(judge(xx+1,yy)) dfs1(xx+1,yy,step+1,4);
        if(judge(xx,yy-1)) dfs1(xx,yy-1,step+1,1);
    }
    else//右下上左
    {
        if(judge(xx,yy+1)) dfs1(xx,yy+1,step+1,3);
        if(judge(xx+1,yy)) dfs1(xx+1,yy,step+1,4);
        if(judge(xx,yy-1)) dfs1(xx,yy-1,step+1,1);
        if(judge(xx-1,yy)) dfs1(xx-1,yy,step+1,2);
    }
}
void dfs2(int xx,int yy,int step,int dir)
{
    if(f==1)
    {
        return;
    }
    if(xx==tail_x&&yy==tail_y)
    {
        f=1;
        ans2=step;
        return;
    }
    if(dir==1)
    {
        if(judge(xx-1,yy)) dfs2(xx-1,yy,step+1,2);
        if(judge(xx,yy-1)) dfs2(xx,yy-1,step+1,1);
        if(judge(xx+1,yy)) dfs2(xx+1,yy,step+1,4);
        if(judge(xx,yy+1)) dfs2(xx,yy+1,step+1,3);
    }
    else if(dir==2)
    {
        if(judge(xx,yy+1)) dfs2(xx,yy+1,step+1,3);
        if(judge(xx-1,yy)) dfs2(xx-1,yy,step+1,2);
        if(judge(xx,yy-1)) dfs2(xx,yy-1,step+1,1);
        if(judge(xx+1,yy)) dfs2(xx+1,yy,step+1,4);

    }
    else if(dir==3)
    {
        if(judge(xx+1,yy)) dfs2(xx+1,yy,step+1,4);
        if(judge(xx,yy+1)) dfs2(xx,yy+1,step+1,3);
        if(judge(xx-1,yy)) dfs2(xx-1,yy,step+1,2);
        if(judge(xx,yy-1)) dfs2(xx,yy-1,step+1,1);
    }
    else
    {
        if(judge(xx,yy-1)) dfs2(xx,yy-1,step+1,1);
        if(judge(xx+1,yy)) dfs2(xx+1,yy,step+1,4);
        if(judge(xx,yy+1)) dfs2(xx,yy+1,step+1,3);
        if(judge(xx-1,yy)) dfs2(xx-1,yy,step+1,2);
    }
}
int bfs()
{
    queue<node> q;
    while(!q.empty())
    {
        q.pop();
    }
    head.x=head_x,head.y=head_y,head.step=1;
    q.push(head);
    vis[head_x][head_y]=1;
    while(!q.empty())
    {
        head=q.front();
        q.pop();
        if(head.x==tail_x&&head.y==tail_y)
        {
            return head.step;
        }
        for(int i=0; i<4; i++)
        {
            tail.x=head.x+dir1[i][0];
            tail.y=head.y+dir1[i][1];
            if(judge(tail.x,tail.y))
            {
                tail.step=head.step+1;
                vis[tail.x][tail.y]=1;
                q.push(tail);
            }
        }
    }
    return 0;
}
int main()
{
    int T;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        memset(vis,0,sizeof vis);
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for(int i=1; i<=m; i++)
        {
            for(int j=1; j<=n; j++)
            {
                scanf(" %c",&mp[i][j]);
                if(mp[i][j]=='S')
                {
                    head_x=i;
                    head_y=j;
                }
                if(mp[i][j]=='E')
                {
                    tail_x=i;
                    tail_y=j;
                }
            }
        }
        f=0;
        ans1=0;
        dfs1(head_x,head_y,1,1);
        f=0;
        ans2=0;
        dfs2(head_x,head_y,1,1);
        int ans3=bfs();
        printf("%d %d %d\n",ans1,ans2,ans3);
    }
}
 棋盘问题

n表示棋盘的大小是n*n,m表示棋子的数量,结束dfs的条件就是当前的棋子数量大于等于m(因为初始的0就已经存在1颗棋子了)。

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string>
#include<string.h>
#define IO ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(0)
typedef long long ll;
using namespace std;
const ll maxn=1e5+10;
char mp[100][100];
bool vis[100];
ll n,m,s;
void dfs(ll x,ll y)
{
    if(y>=m)
    {
        s++;
        return;
    }
    for(ll i=x; i<n; i++)
        for(ll j=0; j<n; j++)
        {
            if(vis[j]==false&&mp[i][j]=='#')
            {
                vis[j]=true;
                dfs(i+1,y+1);
                vis[j]=false;
            }
        }
}
int main()
{
    while(1)
    {
        scanf("%lld%lld",&n,&m);
        if(n==-1&&m==-1)
            break;
        memset(vis,0,sizeof vis);
        memset(mp,0,sizeof mp);
        for(ll i=0; i<n; i++)scanf("%s",mp[i]);
        s=0;
        dfs(0,0);
        cout<<s<<endl;
    }
}
Oil Deposit
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std ;
typedef long long ll;
ll m,n;
char mp[110][110];
ll dir[8][2]= { {0,1},{-1,1},{-1,0},{-1,-1},{0,-1},{1,-1},{1,0},{1,1} };//方向可以任意,当前方向见图
void dfs(ll x,ll y)
{
    mp[x][y]='*';//把当前的@转换成*,避免重复查找
    for(ll i=0; i<8; i++)
    {
        ll xx=x+dir[i][0],yy=y+dir[i][1];
        if(xx>=1&&xx<=m&&yy>=1&&yy<=n&&mp[xx][yy]=='@')
        {
            dfs(xx,yy);
        }
    }
    return;//递归结束
}
int main()
{
    while(~scanf("%lld%lld",&m,&n)&&n&&m)
    {
        ll sum=0;
        for(ll i=1; i<=m; i++)
        {
            for(ll j=1;j<=n;j++)
            {
                cin>>mp[i][j];
                //scanf(" %c",&mp[i][j]);
                //两种读入方式均可,要注意的是,用scanf()读入的话,需要在%c之前加入一个空格,这是专门用来吸收"\n"
            }
        }
        for(ll i=1; i<=m; i++)
        {
            for(ll j=1; j<=n; j++)
            {
                if(mp[i][j]=='@')
                {
                    dfs(i,j);
                    sum++;
                }
            }
        }
        cout<<sum<<endl;
    }
}
Red and Black

用dfs搜索最长路,黑砖可走,红砖不可走,@表示出发点,输出最大黑砖数

#include<iostream>
#include<string>
#include<cstdio>
using namespace std;
typedef long long ll;
ll m,n;
char mp[25][25];
ll dir[4][2]={ {-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1} };
ll s;
void dfs(ll x,ll y)
{
    ll xx,yy;
    for(ll i=0;i<4;i++)
    {
        xx=x+dir[i][0];
        yy=y+dir[i][1];
        if(xx>=1&&xx<=n&&yy>=1&&yy<=m&&mp[xx][yy]!='#')
        {
            s++;
            mp[xx][yy]='#';
            dfs(xx,yy);
        }
    }
}
int main()
{
    while(~scanf("%lld %lld",&m,&n)&&m&&n)
    {
        ll xx,yy;
        for(ll i=1;i<=n;i++)
        {
            for(ll j=1;j<=m;j++)
            {
                scanf(" %c",&mp[i][j]);
                if(mp[i][j]=='@')
                {
                    xx=i;
                    yy=j;
                }
            }
        }
        s=1;
        mp[xx][yy]='#';
        dfs(xx,yy);
        cout<<s<<endl;
    }
}
P1162 填涂颜色

 建议从1开始读入,因为这样有一个好处,能够建立起天然的下标为0的围墙数组,可以防止数组下标小于0,以至于越界

dfs1

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll maxn=1e6+10;
ll n;
ll mp[35][35];
ll vis[35][35];
ll dir[4][2]= { {-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1} };
void dfs(ll x,ll y)
{
    if(x==0||y==0||x>n||y>n)
        return;
    for(ll i=0; i<4; i++)
    {
        ll xx=x+dir[i][0],yy=y+dir[i][1];
        if(mp[xx][yy]!=1&&xx>=1&&xx<=n&&yy>=1&&yy<=n&&!vis[xx][yy])
        {
            vis[xx][yy]=1;
            dfs(xx,yy);
        }
    }
}
int main()
{
    memset(vis,0,sizeof vis);
    memset(mp,0,sizeof mp);
    scanf("%lld",&n);
    for(ll i=1; i<=n; i++)
    {
        for(ll j=1; j<=n; j++)
        {
            cin>>mp[i][j];
        }
    }
    for(ll i=1;i<=n;i++)
    {
        if(mp[1][i]==0)
            dfs(1,i);
        if(mp[i][1]==0)
            dfs(i,1);
        if(mp[n][i]==0)
            dfs(n,i);
        if(mp[i][n]==0)
            dfs(i,n);
    }
    for(ll i=1; i<=n; i++)
    {
        for(ll j=1; j<=n; j++)
        {
            if(j>1)
                cout<<' ';
            if(mp[i][j]!=1&&!vis[i][j])
                mp[i][j]=2;
                cout<<mp[i][j];
        }
        cout<<endl;
    }
}

 dfs2

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
ll mp[35][35];
ll n;
ll dir[4][2]={ {-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1} };
void dfs(ll x,ll y)
{
    mp[x][y]=3;
    for(ll i=0;i<4;i++)
    {
        ll xx=x+dir[i][0],yy=y+dir[i][1];
        if(xx>=0&&yy>=0&&xx<=n+1&&yy<=n+1&&mp[xx][yy]==0)
        {
            dfs(xx,yy);
        }
    }
}
int main()
{
    scanf("%lld",&n);
    for(ll i=1;i<=n;i++)
    {
        for(ll j=1;j<=n;j++)
        {
            cin>>mp[i][j];
        }
    }
    dfs(0,0);
    for(ll i=1;i<=n;i++)
    {
        for(ll j=1;j<=n;j++)
        {
            if(j>1)
            {
                cout<<' ';
            }
            if(mp[i][j]==3)
            {
                mp[i][j]=0;
            }
            else if(mp[i][j]==0)
            {
                mp[i][j]=2;
            }
            cout<<mp[i][j];
        }
        cout<<endl;
    }
}
ganmao病毒被消灭

 关键代码就两行,还有一个暗坑

关键代码:

if(sum+a[xx][yy]>=dp[xx][yy]||xx<1||yy<1||xx>n||yy>n||vis[xx][yy]||!a[xx][yy])continue;
        dp[xx][yy]=sum+a[xx][yy];

当你已经找到一条较小的路径之后,那么从上一个点出发,其他路径都没有必要再将较大的路径赋值给这条较小的路径,可以直接continue。

暗坑:

如果被一排或者一行的0挡住那么输出0,最好的方法就是定义一个全局的flag标记,如果flag等于1则表示有结果,否则输出0。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll inf=0x3f3f3f3f;
ll a[105][105];
ll dir[4][2]= { {-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1} };
bool vis[105][105]= {0};
ll dp[105][105];
ll s=inf;
ll n;
ll flag=0;
void dfs(ll x,ll y,ll sum)
{
    if(x==n&&y==n)
    {
        s=min(s,sum);
        flag=1;
        return;
    }
    for(ll i=0; i<4; i++)
    {
        ll xx=x+dir[i][0],yy=y+dir[i][1];
        if(sum+a[xx][yy]>=dp[xx][yy]||xx<1||yy<1||xx>n||yy>n||vis[xx][yy]||!a[xx][yy])continue;
        dp[xx][yy]=sum+a[xx][yy];
        vis[xx][yy]=1;
        dfs(xx,yy,sum+a[xx][yy]);
        vis[xx][yy]=0;
    }
}
int main()
{
    scanf("%lld",&n);
    for(ll i=1; i<=n; i++)
    {
        for(ll j=1; j<=n; j++)
        {
            scanf("%lld",&a[i][j]);
        }
    }
    memset(vis,0,sizeof vis);
    memset(dp,inf,sizeof dp);
    vis[1][1]=1;
    dp[1][1]=a[1][1];
    dfs(1,1,a[1][1]);
    if(flag)
    printf("%lld\n",s);
    else
        printf("0\n");
    return 0;
}
最小路径和

核心代码仍然是上题的两行,且无暗坑,且仅有两个方向:右和下,代码就别到leetcode上交了,主要是为了学习dfs那两行核心代码的作用

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll maxn=1e3+10;
const ll inf=0x3f3f3f3f;
ll m,n;
ll mp[maxn][maxn],vis[maxn][maxn];
ll s=inf;
ll dp[maxn][maxn];
ll dir[2][2]={ {1,0},{0,1} };
void dfs(ll x,ll y,ll sum)
{
    if(x==m&&y==n)
    {
        s=min(s,sum);
        return;
    }
    for(ll i=0;i<2;i++)
    {
        ll xx=x+dir[i][0],yy=y+dir[i][1];
        if(xx<1||yy<1||xx>m||yy>n||sum+mp[xx][yy]>=dp[xx][yy])continue;
        dp[xx][yy]=sum+mp[xx][yy];
        vis[xx][yy]=1;
        dfs(xx,yy,sum+mp[xx][yy]);
        vis[xx][yy]=0;
    }
}
int main()
{
    scanf("%lld%lld",&m,&n);
    for(ll i=1;i<=n;i++)
    {
        for(ll j=1;j<=m;j++)
        {
            scanf("%lld",&mp[i][j]);
        }
    }
    memset(vis,0,sizeof vis);
    memset(dp,inf,sizeof dp);
    vis[1][1]=1;
    dp[1][1]=mp[1][1];
    dfs(1,1,mp[1][1]);
    printf("%lld\n",s);
}

 

P1451 求细胞数量(连通块个数)

 数字1-9表示存在细胞,把当前位置赋值为0,默认视作不存在细胞,本次搜索完之后,无需将原先位置的数还原。

#include <bits/stdc++.h>
#define sc2(a,b) scanf("%lld%lld", &a,&b)
#define mem(a) memset(a,false,sizeof a)
using namespace std;
typedef long long ll;
ll n,m;
ll s=0;
ll a[105][105];
ll dir[4][2]={ {-1,0},{1,0},{0,1},{0,-1} };
void dfs(ll x,ll y)
{
    if(x<=0||y<=0||x>n||y>m)return;
    a[x][y]=0;
    for(ll i=0;i<4;i++)
    {
        ll xx=x+dir[i][0],yy=y+dir[i][1];
        if(a[xx][yy])
        {
            dfs(xx,yy);
        }
    }
}
int main()
{
    sc2(n,m);
    s=0;
    mem(a);
    mem(vis);
    for(ll i=1;i<=n;i++)
    {
        for(ll j=1;j<=m;j++)
        {
            scanf("%1lld",&a[i][j]);
        }
    }
    for(ll i=1;i<=n;i++)
    {
        for(ll j=1;j<=m;j++)
        {
            if(a[i][j])
                s++,
            dfs(i,j);
        }
    }
    printf("%lld\n",s);
}

 

 

 

 

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