python使用回溯算法实现列表全排列

 更新时间:2023年11月03日 09:30:06   作者:惊瑟  
这篇文章主要介绍了python使用回溯算法实现列表全排列,研究的问题是输入列表L(不含重复元素),输出L的全排列,全排列问题,可以用回溯法解决,需要的朋友可以参考下

python使用回溯算法实现列表全排列

问题:输入列表L(不含重复元素),输出L的全排列。

如输入:L=[1,2,3]

则输出:[[1, 2, 3], [1, 3, 2], [2, 1, 3], [2, 3, 1], [3, 1, 2], [3, 2, 1]]

全排列问题,可以用回溯法解决,详细分析请参考东哥公众号:labuladong,看了之后醍醐灌顶。

先帖一个正确解法:

'''
回溯算法模板:
from: labuladong公众号
result = []
def backtrack(选择列表,路径):
    if 满足结束条件:
        result.add(路径)
        return 
    for 选择 in 选择列表:
        做选择(要去重,判断该选择是否已经在选择列表中,已经选过的不要选)
        backtrack(选择列表,路径)
        选择列表.removelast() #撤销这个选择,因为要重新从头开始(回溯树的跟节点)
'''
import copy
 
def backtrack(L,path):
 
    if len(path)==len(L):
        c = copy.copy(path)  # 注意这里不是直接将path加到res中,而是深拷贝了一个对象
        res.append(c)
        # res.append(path)
        # print(res)
        return
    for i in L:
        if i in path:
            continue
        else:
            path.append(i)
            backtrack(L,path)
            #path = path[:-1]
            path.pop()  # 注意此处“撤销”选择的方法
 
if __name__ == '__main__':
    res = []
    L = [1,2,3]
    backtrack(L,[])
    print(res)

输出:

以上算法使用python的深拷贝,假如不使用会怎样呢?

看下面代码:

def backtrack(L,path):
 
    if len(path)==len(L):
        # c = copy.copy(path)  
        # res.append(c)
        res.append(path)
        print(res)
        return
    for i in L:
        if i in path:
            continue
        else:
            path.append(i)
            backtrack(L,path)
            #path = path[:-1]
            path.pop()  # 注意此处“撤销”选择的方法
 
if __name__ == '__main__':
    res = []
    L = [1,2,3]
    backtrack(L,[])
    print(res)

此时的输出:

这个结果着实令人疑惑, 仔细分析后发现是python的浅拷贝搞的鬼。当我们判断len(path) == L时,就将path append到res中,但事实上,res中存放的只是path的一个指针,当我们对path进行“撤销选择”时,即path.pop(),会连带着将res中元素也修改掉,这显然是不合理的。仔细看的话其实每一次输出的第一列组合起来刚好是全排列。

再看一个错误示例,在撤销选择时不适用path.pop(),而是path = path[:-1]。

import copy
 
def backtrack(L,path):
 
    if len(path)==len(L):
        c = copy.copy(path)  # 注意这里不是直接将path加到res中,而是深拷贝了一个对象
        res.append(c)
        # res.append(path)
        print(res)
        return
    for i in L:
        if i in path:
            continue
        else:
            path.append(i)
            backtrack(L,path)
            path = path[:-1] # 换一种“撤销”选择的方法
            #path.pop()  # 注意此处“撤销”选择的方法
 
if __name__ == '__main__':
    res = []
    L = [1,2,3]
    backtrack(L,[])
    print(res)

此时的输出:

更加令人疑惑,使用debug调试后发现,path撤销选择,即path = path[:-1]没起到作用,在向上回溯的过程中,由于函数签名是

backtrack(L,path)

由于path是以一个参数的形式传入函数的,所以每一层递归调用中,使用的path应该是同一个,当我们用path.pop()撤销选择时,每一层的递归栈中,path应该同时发生变化。(可以这么类比,当我第一轮递归,path=[1,2,3]后,向上递归时,合理思考应该将path依次变成[1,2]、[1],这样才能继续向里面添加元素,组成不同的排列),但使用path = path[:-1],调试发现除了本层递归栈以外,其他递归栈的path并未发生变化:

这次是深拷贝的锅,我们合理怀疑path=path[:-1],应该是生成了一个新的对象,即=左右的path并不是同一个对象,因此每层递归树的path不会改变,来验证一下:

破案了。

到此这篇关于python使用回溯算法实现列表全排列的文章就介绍到这了,更多相关python列表全排列内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • python处理Excel xlrd的简单使用

    python处理Excel xlrd的简单使用

    这篇文章主要为大家详细介绍了python处理Excel的相关资料,xlrd的简单使用,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2017-09-09
  • Python 实现网课实时监控自动签到、打卡功能

    Python 实现网课实时监控自动签到、打卡功能

    这篇文章主要介绍了Python实现网课实时监控自动签到,打卡功能,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2020-03-03
  • Python图像处理之Hough圆形检测

    Python图像处理之Hough圆形检测

    霍夫变换是一种特征检测(feature extraction),被广泛应用在图像分析,本文将利用Hough变换实现圆形检测,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起了解一下
    2023-07-07
  • python eval()函数使用详情

    python eval()函数使用详情

    这篇文章主要来来聊聊python eval()函数使用方法本文将以python eval()函数使用方法来展开内容,需要的小伙伴可以参考以下文章的内容,希望对你有所帮助
    2021-10-10
  • 在Python中关于使用os模块遍历目录的实现方法

    在Python中关于使用os模块遍历目录的实现方法

    今天小编就为大家分享一篇在Python中关于使用os模块遍历目录的实现方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2019-01-01
  • Python使用xlrd和xlwt实现自动化操作Excel

    Python使用xlrd和xlwt实现自动化操作Excel

    这篇文章主要介绍了Python使用xlrd和xlwt实现自动化操作Excel,xlwt只能对Excel进行写操作。xlwt和xlrd不光名字像,连很多函数和操作格式也是完全相
    2022-08-08
  • Python类的定义和使用详情

    Python类的定义和使用详情

    这篇文章主要介绍了Python类的定义与使用,类名只要是一个合法的标识符即可,但这仅仅满足的是 Python 的语法要求:如果从程序的可读性方面来看,Python 的类名必须是由一个或多个有意义的单词连缀而成的,下文基于这些基础内容展开介绍,需要的朋友可以参考一下
    2022-03-03
  • Python中使用MELIAE分析程序内存占用实例

    Python中使用MELIAE分析程序内存占用实例

    这篇文章主要介绍了Python中使用MELIAE分析程序内存占用实例,本文直接给出使用代码示例,需要的朋友可以参考下
    2015-02-02
  • 一文带你了解Python中的字符串是什么

    一文带你了解Python中的字符串是什么

    通过本文带你了解Python中的字符串是什么,本文给大家介绍的非常详细,具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2018-11-11
  • python通过邮件服务器端口发送邮件的方法

    python通过邮件服务器端口发送邮件的方法

    这篇文章主要介绍了python通过邮件服务器端口发送邮件的方法,涉及Python发送邮件的相关技巧,非常具有实用价值,需要的朋友可以参考下
    2015-04-04

最新评论