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Python 算法高级篇:递归与迭代的比较与应用

1.3 递归的优点和缺点 优点: 算法结构清晰,易于理解和实现。 对于某些问题,递归可以更自然地描述问题的结构。 缺点: 可能导致堆栈溢出:过多的递归调用可能导致堆栈溢出,尤其是在大规模问题上。...迭代是一种通过循环控制结构来重复执行一组操作,而不是使用递归调用的算法设计方法。迭代通常涉及明确的循环终止条件。 2.2 迭代的工作原理 迭代的工作原理可以总结为以下步骤: 1 ....初始化:初始化迭代所需的变量和数据结构。 2 . 循环:使用循环结构执行一组操作,直到达到终止条件。 3 . 终止:在达到终止条件时退出循环。...使用迭代:当性能是主要关注点,或者问题可以更自然地用迭代描述时,可以选择迭代。 4. Python 中的递归与迭代 Python 提供了灵活的方式来实现递归和迭代。...总结 递归和迭代都是强大的算法设计工具,每种方法都有其适用的场景。了解它们的工作原理和优缺点,以及如何在 Python 中实现它们,将有助于你更好地选择合适的方法来解决问题。

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​C++ 八数码问题理解 IDA* 算法原则:及时止损,缘尽即散

通过0方块与上、下、左、右四个方向的方块交换位置实现移动,求解经过最少的步数实现拼图由最初状态转换到最终状态的路径。...所以,需要采用一种策略,及时阻止这种无劳的搜索,让其提前回溯。 如下图所示,DFS正在搜索长度为n的分支线,答案是另一条分支上的值为8的节点。因为搜索的无目性,它会一根筋式的不见黄河不死心向前走。...因此DFS会在无效分支线上浪费大量的时间。最好的方式,就是让它及时悬崖勒马,及时止损。 D*算法的设计目标就是提前阻止这种无底深渊式的搜索。IDA*算法是带有评估函数的迭代加深DFS算法。...通俗而言,在搜索过程中设置深度(depth)限制,一旦超过这个深度,便回溯。 迭代加深只有在状态呈指数级增长时才有较好的效果(如八数码问题共有 9!种状态),而A*就是为了防止状态呈指数级增长的。...怎么计算当前的搜索是否能在指定深度内找到或找不到? IDA*算法通过评估函数f(x)的值评估当前搜索深度的合理性。f(x)=当前深度+未来估计步数。当f(x)>depth(指定深度)时立即回溯。

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  • 您找到你想要的搜索结果了吗?
    是的
    没有找到

    大模型为啥这么慢,原来是想多了:新方向是和人一样的思维算法

    尽管许多主流文献都将算法看作是 LLM 的外部工具,但考虑到 LLM 固有的生成式复现能力,我们能否引导这种迭代式逻辑来将一个算法内化到 LLM 内部?...很自然,当通过指令让 LLM 使用某算法时,我们通常预计 LLM 只会简单模仿该算法的迭代式思维。但是,有趣的是 LLM 有能力注入其自身的「直觉」,甚至能使其搜索效率超过该算法本身。...研究者的做法不是为每个子集都给出单独的查询,而是利用了 LLM 的迭代能力,在一次统一的生成式扫描中解决它们。...相比之下,ToT 的优势在于可以利用外部记忆来进行回溯。 讨论 AoT 能否超越它模仿的 DFS? 如图 5 所示,AoT 所使用的节点整体上比 DFS 版本更少。...这一结果符合预期,因为无论算法是什么,它都会进行搜索并重新审视潜在的错误 —— 要么是通过随机搜索变体中的随机尝试,要么是通过 DFS 或 BFS 配置中的回溯。

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    深入解析递归:Java语言探秘

    2.1 函数调用的奥秘 深度解析递归的工作原理,探讨函数调用是如何在递归中发挥关键作用的。了解递归如何通过函数的自我调用实现问题的分解和解决。...2.2 内存中的递归舞蹈 揭开递归函数在内存中的运行机制,深入了解递归调用如何在堆栈中展开和收缩。通过对内存结构的理解,掌握递归是如何管理数据和返回地址的。...当涉及到Java的递归时,我们可以使用相同的阶乘示例。...); } } 在这个示例中,我们首先使用递归方式计算阶乘,然后通过迭代方式实现相同的功能。...("迭代转递归方式:" + resultRecursive); } } 在这个示例中,我们首先使用迭代方式计算阶乘,然后通过递归方式实现相同的功能。

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    递归专题BFS

    介绍以及认识 先来说一下有关递归的几个算法;深度优先搜索,深度优先遍历,广度优先搜索,广度优先遍历以及回溯,剪枝,记忆化搜索; 我们一说到递归,内心就会不自觉的产生恐惧,因为递归式连续多层嵌套函数,整个过程线是很长的...深度优先搜索(BFS):可以使用DFS的标志一般是决策树,二叉树,单支树等;这个算法其实还是暴力枚举,只不过是使用递归简化了代码;他的时间复杂度仍然是很大,一般对速度有要求的题,使用DFS就会溢出; 深度优先遍历其实就是...DFS,他俩是一样的,DFS的形式就是遍历,而目的就是搜索; 广度优先遍历(BFS):广度优先遍历的核心在于层序遍历;其遍历可以形象化为"水波扩散";需要借助队列实现,小技巧是使用向量数组;难度相比DFS...较小;BFS并不是暴力枚举,所以时间复杂度要优于DFS; 同样的广度优先遍历也是BFS,形式是遍历,目的是搜索; 回溯:回溯通常在DFS中出现;顾名思义就是回来的意思,如果见到有的题解有回溯和DFS...新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

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    【刷题】备战蓝桥杯 — dfs 算法

    数据在100以内一般使用dfs 运行原理: DFS算法的核心思想是从一个起点开始,沿着树的边走到尽可能深的分支上,然后回溯到之前的分叉点,寻找未探索的分支。...这个过程重复进行,直到找到解决方案或探索完所有可能的路径。DFS通常使用递归实现,这使得代码简洁易读。它利用栈(递归调用栈)来记录访问路径,从而实现回溯功能。...排列组合问题: 需要枚举出所有可能的情况时,如全排列、组合选择。 连通性问题: 如判断图中两个节点是否连通,或者求解连通分量。 解谜与回溯问题: 如N 皇后问题、迷宫探索、数独解题等。...注意事项: 栈溢出问题(一般不用考虑): 由于DFS使用递归实现,深度过大时可能会导致栈溢出。针对这一点,可以尝试使用迭代深化搜索(IDS)或非递归方式实现DFS。...通常使用访问标记(如访问数组)来避免重复访问。 选择合适的剪枝策略(尽力而行): 合理的剪枝可以显著提高DFS的效率。通过预先判断某些路径是否可能达到目标,从而避免无效搜索。

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    10种常用的图算法直观可视化解释

    如果两个顶点通过同一条边互相连接,则称它们为邻接。 下面给出了一些与图相关的基本定义。您可以参考图1中的示例。...与树不同,图可以包含循环(第一个和最后一个顶点是相同的路径)。因此,我们必须跟踪访问过的顶点。在实现BFS时,我们使用队列数据结构。 图2表示一个示例图的BFS遍历的动画。...在深度优先搜索(DFS)中,我们从一个特定的顶点开始,在回溯(backtracking)之前沿着每个分支尽可能地搜索。在DFS中,我们还需要跟踪访问过的顶点。...在实现DFS时,我们使用堆栈数据结构来支持回溯。 图3表示对图2中使用的同一个示例图进行DFS遍历的动画。注意它是如何遍历到深度和回溯的。 应用 用于查找两个顶点之间的路径。 用于检测图中的循环。...算法 Floyd周期检测算法、布伦特算法 应用 用于基于消息的分布式算法。 用于使用集群上的分布式处理系统处理大规模图形。 用于检测并发系统中的死锁。

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    DFS(深度优先遍历)

    一、回溯法与深度优先搜索(DFS) 1. 回溯法: 是一种通过探索所有可能的候选解来找出所有解的算法。...如果候选解被确认不是一个解的话(或者至少不是最后一个解),回溯法会通过在上一步进行一些变化来摆脱当前不正确的解,重新尝试其他的可能性。 它通常用于解决决策问题,如排列、组合、子集等。...回溯法可以隐式地处理图或树,即这些结构并不需要事先构建出来,而是在搜索过程中动态生成。 2. 深度优先搜索(DFS): 是一种用于遍历或搜索树或图的算法。...然后,搜索回溯到开始探索的路径上的下一个节点。 DFS通常使用栈或递归来实现,其中递归实现更为常见和直观。 关系: 回溯法通常使用DFS作为其基本的搜索策略。...在回溯法中,DFS用于系统地遍历所有可能的解空间。 当我们说“一条路走到黑”时,我们实际上是在描述DFS的特性,即尽可能深入地搜索图的分支,直到达到叶节点或无法继续为止。

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    Python|DFS在矩阵中的应用-剪格子

    问题描述 DFS算法常被用于寻找路径和全排列,而基于不同的数据储存方式,如列表、字典、矩阵等,代码实现难度也会在差异。...今天向大家分享DFS在矩阵中的代码实现,文字较多,预计阅读时间为5分钟,会涉及很有用的基础算法知识。如果对DFS还不熟悉,可以上B站看看‘正月点灯笼’的视频,讲的很不错。...如果你没有理解递归函数堆栈的知识和深浅拷贝的知识,这个坑可能会耗费你很多时间,这两个知识点比较复杂,感兴趣的可以百度。...总而言之,当你在递归函数中无法正常使用append函数时,可以用深拷贝path[:]解决。 2.为什么不直接用return返回的结果,而要用aim_path这个全局数组来存。...(https://blog.csdn.net/ha_hha/article/details/79393041) 3.最后的path.pop(),需要一些回溯算法的知识,想快速的理解,将回溯下的代码删除,

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    数据结构(一)

    当我们到达最深的结点时,我们需要回溯。当我们回溯时,我们将从栈中弹出最深的结点,这实际上是推入到栈中的最后一个结点。...模板 正如我们在本章的描述中提到的,在大多数情况下,我们在能使用 BFS 时也可以使用 DFS。但是有一个重要的区别:遍历顺序。 与 BFS 不同,更早访问的结点可能不是更靠近根结点的结点。...(next, target, visited) == true; } } return false; } 当我们递归地实现 DFS 时,似乎不需要使用任何栈。...但实际上,我们使用的是由系统提供的隐式栈,也称为调用栈(Call Stack)。 示例 ?...实现二 递归解决方案的优点是它更容易实现。 但是,存在一个很大的缺点:如果递归的深度太高,你将遭受堆栈溢出。 在这种情况下,您可能会希望使用 BFS,或使用显式栈实现 DFS。

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    不搜索,无问题。冗余、上下界剪枝

    判断一个数字是不是质数的方案有很多,就需要设计一个性能较优秀的方案,这算是筛选逻辑。 不同的数据结构,均有适用于此结构的搜索算法。如线性数据结构中,常使用线性和二分搜索。...最优性剪枝:最优性剪枝,是一种重要的搜索剪枝策略。它记录当前得到的最优值,如果当前结点已经无法产生比当前最优解更优的解时,可以提前回溯。...记忆化:记录每个状态的搜索结果,在重复遍历一个状态时直接检索并返回。这种方案使用较广泛。 2. 搜索优化 下面通过几个案例,讲讲几种优化方案的细节。本文主要是讲解基于深度搜索的优化。...进入如下图黄色节点时,理论上可选择子节点有1,2,3,4,因要保持递增式,所以子节点的可以从比2大的值开始,就是所谓的下界剪枝。 方法一:把上次的选择传递到当前节点。...总结 本文讲述了如何在深度搜索时,减少搜索分支,即剪枝优化。可以从多方面优化。本文主要讲解冗余剪枝,即把无用的分支跳过。另就是上下边界剪枝。

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    DFS与BFS

    树的结构 为了方便读者查看简洁的DFS和BFS逻辑,这里把树的基本结构统一抽取出来且不讨论树的实现 // 树的基本结构 public class Tree { // 树根 private...DFS 深度优先搜索,从某个初始点出发,首先访问初始点,然后选择一个与该点相邻且没有访问过的点,接着以该相邻点为初始点,重复上述操作,直到所有点都被访问过了,即考虑访问到最深度,然后再回溯 递归实现 /.../ 树的DFS日常经常使用,前序遍历即可 // dfs遍历,前序遍历即这个思想,到了叶子节点才回溯 public void dfs(){ dfs(root); } private void dfs...} } 递归虽然容易实现,但其递归过深容易发生StackOverflowError或OOM 迭代实现 // 迭代借用栈来实现,也是前序遍历思想,先访问根打印,然后访问左子树再右子树 // 具体访问顺序使用栈...BFS 广度优先搜索,从某个节点出发,访问初始节点,接着访问初始节点的所有为未访问过的领接节点,再按照前一步的访问顺序访问每一个未访问过的领接节点,直至所有节点被访问过了 迭代实现 // 深度使用栈,而广度使用队列

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    深度优先搜索(DFS)与回溯法:从全排列到子集问题的决策树与剪枝优化

    前言 深度优先搜索(DFS)和回溯法是解决复杂问题中不可或缺的算法工具,尤其在组合问题(如全排列、子集等)中,发挥着至关重要的作用。...通过递归的方式,DFS 能够遍历问题的解空间,而回溯法则通过撤销不合法的选择,避免重复计算,提高效率。在解题过程中,剪枝是优化回溯法的重要手段,它通过提前排除无效路径,进一步减少了运算的复杂度。...回溯: 在递归返回后,撤销当前选择(通过异或运算恢复 path 的值)。 递归终止条件: 无需显式终止条件,因为递归自然会遍历所有子集,当 pos 超出数组范围时,循环自动结束。...总空间复杂度: O(n) 结语 回溯法与深度优先搜索(DFS)结合,能有效地解决多种组合问题。通过决策树的结构,回溯法逐步探索解空间,而剪枝则通过减少不必要的计算,显著提高算法的效率。...针对特定问题的剪枝优化,可以进一步提升回溯法的性能。 希望通过本文的讲解,您能深入理解回溯法与DFS在解决组合问题中的应用,并通过剪枝技术优化算法效率。

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    更进一步!可视化一切递归算法!

    基础梳理 首先,我在 我的算法学习心得 中说过,算法的本质是穷举,而大家普遍认为比较难的算法,比如回溯算法、动态规划、DFS 算法等,它们的本质也是穷举,住不过需要借助递归的形式,或者说是递归的思想,来实现穷举...、分治算法等;另一种是遍历问题的解题思维模式,这种思路代表着回溯算法、DFS 算法等。...反过来,在用动态规划/回溯算法等比较复杂的问题时,我也会教大家用树的视角来理解算法,把递归函数理解成递归树上的一个指针,比如 回溯算法秒杀排列/组合/子集问题 中我画出了全排列问题的回溯树: 在 动态规划算法核心框架...而函数的递归过程是通过递归堆栈的可视化来体现的: 而现在我可以将递归函数的递归过程抽象成递归树,并且这棵递归树会随着算法的执行动态生长,这样就可以很直观地看到递归算法的执行过程了: 而且值得一提的是...我的网站上的所有动态规划题目都支持了类似的可视化,因为正如前文 DFS/BFS/回溯/动归算法的融会贯通 所说,它们本质都是树。

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    迭代加深搜索(图的路径查找)

    在实际应用中,迭代加深搜索通常用于解决搜索树非常深但答案可能在浅层节点的问题。通过结合DFS和BFS的思想,以及可能使用的剪枝技术,如IDA*估价函数,迭代加深搜索可以在一定程度上提高搜索效率。...DFS通常使用栈(stack)数据结构来实现,因为它需要后进先出(LIFO)的特性来保存搜索路径。广度优先搜索(BFS)广度优先搜索是一种用于遍历或搜索树或图的算法。...然而,在某些特定情况下,如搜索树或图的结构特殊时,两者的性能可能会有所不同。应用:DFS常用于解决图论中的连通性问题、寻找桥或割点、拓扑排序等问题。...使用迭代加深搜索可以帮助找到最短或最经济的物流路径。通过将商品、供应商、客户和物流中心视为图中的节点,并利用迭代加深搜索来遍历这些节点及其关系,可以高效地找到最优路径。...例如,在生成具有特定属性的图形或模式时,可以使用迭代加深搜索来探索可能的图形空间,并找到符合要求的解。网络路由选择:在计算机网络中,路由器需要选择最佳的路径来传输数据包。

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    【算法解题思想】动态规划+深度优先搜索(CC++)

    动态规划的实现方法通常有两种: 自顶向下的递归方法:使用递归公式从一般到特殊解决问题,通常需要配合记忆化来避免重复计算,又称记忆化搜索。...自底向上的迭代方法:从最简单的子问题开始,逐步构建复杂问题的解。 深度优先搜索: 算法介绍: 深度优先搜索(Depth-First Search,简称DFS)是一种用于遍历或搜索树或图的算法。...基本步骤: DFS通常使用递归或栈来实现。以下是DFS的基本步骤: 选择起始点:选择图中的一个点作为起始点。 访问节点:标记起始节点为已访问,并将该节点加入递归或栈中。...回溯:当当前节点的所有邻接节点都被访问后,递归中回溯/从栈中弹出该节点,继续搜索上一个点的其他分支。 结束条件:当栈为空或找到目标节点时,搜索结束。...之间的每一个数,那么我定义一个f[M]表示通过k种面值得到分值为M的最少邮票张数,只要这个值小于题目中给定的邮票张数n,那么从小到达遍历,此位置前面的都是连续的,当找到第一个不满足的分数i时,那么它前面

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    Leetcode【473、698】

    方法1(80ms): 因为数组大小 DFS 回溯法求解。...注意:前面对数组从大到小排序在回溯过程中也是非常有必要的,因为这样做保证了大的数字先进行组合成目标数,可以减少迭代次数(贪心思想)。 时间复杂度为 O(N!)。...return search(k, div) 方法2(1480ms): 其实,这道题还有另外一种 DFS 回溯方法,就是构造大小为 k 的数组 targets,初始值为每个子集的目标数。...故,当所有数字恰好用完时,targets 数组中每个位置都是 0。 同样的,编程时要对数组进行从大到小排序,可以保证大的数先组合成目标数(大的数先放入“桶”中,贪心思想)。...这种方法的时间复杂度和上述方法一样,均是 O(N!),但是速度要慢一些(可能迭代的次数多一些吧)。

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    前端工程师leetcode算法面试必备-二叉树深度广度遍历1

    二叉树是图的子集,因而同样适用以下两种搜索思想:DFS(深度优先搜索):**沿着根节点递归下去,遇到叶子节点则向上回溯**;BFS (广度优先搜索):**按照二叉树的层次访问,通常采用队列保存每个层次的节点...接下来,通过具体的题目解析,带大家了解 DFS 和 BFS 搜索思想在二叉树中的应用。二、102. 二叉树的层次遍历给定一个二叉树,返回其按层次遍历的节点值。(即逐层地,从左到右访问所有节点)。...,再后序遍历右子树,最后访问根;以本道题的后序遍历为例,尝试递归和迭代两种不同的方法:1、递归实现 DFS  从定义中,大家应该能够想象到递归的代码如何书写:图片参考视频:传送门2、迭代实现 DFS  ...本道题目采用迭代实现 DFS 不太容易理解,主要由于迭代不能像递归那样向上回溯,所以迭代向下遍历的过程中,无法保证根节点最后访问。  ...这道题目要求我们求出垂序遍历序列,那么首先还是得先遍历二叉树,这里采用递归实现 DFS 来遍历二叉树。

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