java - 递归回溯

Question

我正在开发高级 Petri 网编辑器/模拟器。首先，这里有一些词汇

circle = place

矩形 = 过渡

适当的整数 = token

过渡条件 = 守卫

我一直坚持通过过渡的守卫。 Guard 是一个条件，如果你想执行转换，它必须为真。我知道我应该以某种方式使用回溯，但我不知道在程序开始之前有多少地方进入转换，所以我不能使用 for 循环，因为我不知道我需要多少循环。

这是说明问题的图片

所以，我想从第一位取第一个 token ，从第二位取第一个 token ，然后尝试通过守卫，如果通过，则保存 token ，并打破循环，如果为假，则继续第二位的第二个 token ..ETC... 我终于用第一名的最后一个标记 (4) 和第二名的最后一个标记 (2) 通过了守卫。

我会知道如何编写代码，如果我有固定数量的地方进入转换，它看起来像这样

for token in place 1
     for token in place 2
        try pass guard
        if (passed) 
            save tokens
             break;

但正如我之前所说，我没有固定数量的地方进入过渡，所以我不能使用这种方法。 所以，基本上，我需要尝试 token 的组合，并尝试通过守卫 - 直到我通过守卫，或者直到我尝试了所有组合。 你有什么想法 ？伪代码就足够了。 顺便说一句，我使用这些数据结构

地方列表——普通java列表，List places = new ArrayList();

并且每个地方都有自己的token列表，List tokens = new ArrayList();

///编辑: guard 具有以下格式:

op1 rel op2, 其中 op1 是变量，op2 是常量或变量，rel 是关系 (<,>,=,...) 在 guard 中可以有多个条件与逻辑运算符 AND 相关联——例如: op1 rel op2 && op3 rel op4 ...

----编辑:

所以我尝试实现 Rushil 算法，但它有很多错误，所以我发布了 SSCCE，这样你就可以尝试一下，也许会有所帮助。

首先，创建 Place 类:

public class Place {
public List<Integer> tokens ;

//constructor
public Place() {

  this.tokens = new ArrayList<Integer>();  
}

}

然后是测试类:

public class TestyParmutace {

/**
 * @param args the command line arguments
 */
public static void main(String[] args) {
    // TODO code application logic here

    List<Place> places = new ArrayList<Place>();

    Place place1 = new Place();
    place1.tokens.add(1);
    place1.tokens.add(2);
    place1.tokens.add(3);
    places.add(place1); //add place to the list

    Place place2 = new Place();
    place2.tokens.add(3);
    place2.tokens.add(4);
    place2.tokens.add(5);
    places.add(place2); //add place to the list

    Place place3 = new Place();
    place3.tokens.add(6);
    place3.tokens.add(7);
    place3.tokens.add(8);
    places.add(place3); //add place to the list


//so we have
    //P1 = {1,2,3}
    //P2 = {3,4,5}
    //P3 = {6,7,8}


    List<Integer> tokens = new ArrayList<Integer>();

    Func(places,0,tokens);

}

/**
 * 
 * @param places list of places
 * @param index index of current place
 * @param tokens list of tokens
 * @return true if we passed guard, false if we did not
 */


public static boolean Func( List<Place> places, int index, List<Integer> tokens) 

{

if (index >= places.size())
{

// if control reaches here, it means that we've recursed through a particular combination
// ( consisting of exactly 1 token from each place ), and there are no more "places" left



String outputTokens = "";
for (int i = 0; i< tokens.size(); i++) {

    outputTokens+= tokens.get(i) +",";
}
System.out.println("Tokens: "+outputTokens);

if (tokens.get(0) == 4 && tokens.get(1) == 5 && tokens.get(2) == 10) {
System.out.println("we passed the guard with 3,5,8");
return true;
}

else {
    tokens.remove(tokens.get(tokens.size()-1));
    return false;
}

}

Place p = places.get(index);

for (int i = 0; i< p.tokens.size(); i++)
{

tokens.add(p.tokens.get(i));
//System.out.println("Pridali sme token:" + p.tokens.get(i));

if ( Func( places, index+1, tokens ) ) return true;

}
if (tokens.size()>0)
tokens.remove(tokens.get(tokens.size()-1));

return false;

}
}

这是这段代码的输出:

Tokens: 1,3,6,
Tokens: 1,3,7,
Tokens: 1,3,8,
Tokens: 3,4,6,
Tokens: 3,4,7,
Tokens: 3,4,8,
Tokens: 4,5,6,
Tokens: 4,5,7,
Tokens: 4,5,8,
Tokens: 2,3,6,
Tokens: 2,3,7,
Tokens: 2,3,8,
Tokens: 3,4,6,
Tokens: 3,4,7,
Tokens: 3,4,8,
Tokens: 4,5,6,
Tokens: 4,5,7,
Tokens: 4,5,8,
Tokens: 3,3,6,
Tokens: 3,3,7,
Tokens: 3,3,8,
Tokens: 3,4,6,
Tokens: 3,4,7,
Tokens: 3,4,8,
Tokens: 4,5,6,
Tokens: 4,5,7,
Tokens: 4,5,8,

所以，你看，有些组合是正确的，比如 1,3,6 和 1,3,7...但是 4,5,8 绝对是胡说八道，因为 4 根本就不是...... .还有一些完全缺失的组合..比如 2,4,6 等...有人知道为什么会这样吗？

编辑:现在它工作正常。

Answer 1

递归方法会使它变得容易:

boolean Func( ListOfPlaces places, int index ) // index points to the current "place"
{

 If index >= NumberOfTokens (if index points to a place, which doesn't exist)
   {
   // if control reaches here, it means that we've recursed through a particular combination ( consisting of exactly 1 token from each place ), and there are no more "places" left. You have all the tokens you need, in your stack.

   try pass guard; if passed, save tokens and return true

   else, remove token last added to the stack & and return false
   }

 place p = places[index] 

 foreach token in p
 {
   add token to your stack
   if ( Func( places, index+1 ) ) return true
 }

 remove last token added to the stack
 return false
}

最初使用索引 = 0 调用函数。

希望这对您有所帮助。 :-)