把一个复杂的问题分成两个或更多的相同或相似的子问题,再把子问题分成更小的子问题,直到最后子问题小到可以简单的直接求解,原问题的解即子问题的解的合并。这个技巧是很多高效算法的基础,如排序算法(快速排序,归并排序),傅立叶变换(快速傅立叶变换),大数据中的MR,现实中如汉诺塔游戏。
分治法对问题有一定的要求:
基本思想与分治法类似,也是将待求解的问题分解为若干个子问题(阶段),按顺序求解子阶段,前一子问题的解,为后一子问题的求解提供了有用的信息。在求解任一子问题时,列出各种可能的局部解,通过决策保留那些有可能达到最优的局部解,丢弃其他。依次解决各子问题,最后一个子问题就是初始问题的解。
与分治法最大的不同在于,分治法的思想是并发,动态规划的思想是分步。该方法经分解后得到的子问题往往不是互相独立的,其下一个子阶段的求解往往是建立在上一个子阶段的解的基础上。动态规划算法同样有一定的适用性场景要求:
同样对问题要求作出拆解,但是每一步,以当前局部为目标,求得该局部的最优解。那么最终问题解决时,得到完整的最优解。也就是说,在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择,而不去从整体最优上加以考虑。从这一角度来讲,该算法具有一定的场景局限性。
回溯算法实际上是一个类似枚举的搜索尝试过程,在每一步的问题下,列举可能的解决方式。选择某个方案往深度探究,寻找问题的解,当发现已不满足求解条件,或深度达到一定数量时,就返回,尝试别的路径。回溯法一般适用于比较复杂的,规模较大的问题。有“通用解题法”之称。
与回溯法类似,也是一种在空间上枚举寻找最优解的方式。但是回溯法策略为深度优先。分支法为广度优先。分支法一般找到所有相邻结点,先采取淘汰策略,抛弃不满足约束条件的结点,其余结点加入活结点表。然后从存活表中选择一个结点作为下一个操作对象。