python - 使用Python进行回溯算法

标签 python algorithm backtracking

我正在尝试实现一种算法,该算法接受两个整数 n 和 k,其中 n 是一行中的座位数,k 是尝试坐在该行中的学生数。问题是每个学生两侧必须至少间隔两个座位。我拥有的是一个生成所有子集的函数(一个 0 或 1 的数组,1 表示有人坐在那里),我将其发送到一个函数来检查它是否是有效的子集。这是我为该函数编写的代码

def process(a,num,n):
    c = a.count('1')
    #If the number of students sitting down (1s) is equal to the number k, check the subset
    if(c == num):
        printa = True
        for i in range(0,n):
            if(a[i] == '1'):
                if(i == 0):
                    if( (a[i+1] == '0') and (a[i+2] == '0') ):
                        break
                    else:
                        printa = False
                elif(i == 1):
                    if( (a[i-1] == '0') and (a[i+1] == '0') and (a[i+2] == '0') ):
                        break
                    else:
                        printa = False
                elif(i == (n-1)):
                    if( (a[i-2] == '0') and (a[i-1] == '0') and (a[i+1] == '0') ):
                        break
                    else:
                        printa = False
                elif(i == n):
                    if( (a[i-2] == '0') and (a[i-1] == '0') ):
                        break
                else:
                    printa = False                    
            else:
                if( (a[i-2] == '0') and (a[i-1] == '0') and (a[i+1] == '0') and (a[i+2] == '0') ):
                    break
                else:
                    printa = False
        if(printa):
            print a
    else:
        return

该代码适用于 k 和 n 的小输入,但如果我得到更高的值,由于某种我无法弄清楚的原因,我会得到索引超出列表错误。
任何帮助都非常感谢。

O 输入 a 是看起来像这样的列表

['1','0','0','1','0'] # a valid subset for n=5 and k=2
['0','0','0','1','1'] # an invalid subset

编辑:

调用进程的代码:

'''
This function will recursivly call itself until it gets down to the leaves then sends that
subset to process function.  It appends
either a 0 or 1 then calls itself
'''
def seatrec(arr,i,n,k):
    if(i==n):
        process(arr,k,n)
        return
    else:
        arr.append("0")
        seatrec(arr,i+1,n,k)
        arr.pop()
        arr.append("1")
        seatrec(arr,i+1,n,k)
        arr.pop()
    return
'''
This is the starter function that sets up the recursive calls
'''
def seat(n,k):
    q=[]
    seat(q,0,n,k)

def main():
    n=7
    k=3
    seat(n,k)

if __name__ == "__main__":
    main()

如果我使用这些数字,我得到的错误是

if( (a[i-2] == '0') and (a[i-1] == '0') and (a[i+1] == '0') ):
IndexError: list index out of range

最佳答案

排除无效的座位安排就足够了,即学生彼此相邻的座位['1', '1']或他们之间只有一个座位 ['1', '0', '1'] 具有正确数字 '1''0' 的所有其他排列均有效, example :

def isvalid(a, n, k):
    if not isinstance(a, basestring):
       a = ''.join(a) # `a` is a list of '1', '0'
    return (len(a) == n and a.count('1') == k and a.count('0') == (n-k) and
            all(p not in a for p in ['11', '101']))

有更有效的算法可以生成有效的子集,而无需检查所有子集,例如

def subsets(n, k):
    assert k >= 0 and n >= 0
    if k == 0: # no students, all seats are empty
        yield '0'*n
    elif k == 1 and (n == 1 or n == 2): # the last student at the end of the row
        yield '1' + '0'*(n-1) # either '1' or '10'
        if n == 2: yield '01'
    elif n > 3*(k-1): # there are enough empty seats left for k students
        for s in subsets(n-3, k-1):
            yield '100' + s # place a student
        for s in subsets(n-1, k):
            yield '0' + s   # add empty seat

Example

n, k = 5, 2
for s in subsets(n, k):
    assert isvalid(s, n, k)
    print(s)

输出

10010
10001
01001

关于python - 使用Python进行回溯算法,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/9323966/

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