一、概念
对于一个规模为n的问题,若该问题可以容易地解决(比如说规模n较小)则直接解决,否则将其分解为k个规模较小的子问题,这些子问题互相独立且与原问题形式相同,递归地解这些子问题,然后将各子问题的解合并得到原问题的解。这种算法设计策略叫做分治法。
二、思路
分治法在每一层递归上都有三个步骤:
- 分解:将原问题分解为若干个规模较小,相互独立,与原问题形式相同的子问题;
- 解决:若子问题规模较小而容易被解决则直接解,否则递归地解各个子问题;
- 合并:将各个子问题的解合并为原问题的解。
三、特性
分治法所能解决的问题一般具有以下几个特性:
- 该问题的规模缩小到一定的程度就可以容易地解决。
- 该问题可以分解为若干个规模较小的相同问题,即该问题具有最优子结构性质。
- 利用该问题分解出的子问题的解可以合并为该问题的解。
- 该问题所分解出的各个子问题是相互独立的,即子问题之间不包含公共的子子问题。
第一条特性是绝大多数问题都可以满足的,因为问题的计算复杂性一般是随着问题规模的增加而增加。
第二条特性是应用分治法的前提,它也是大多数问题可以满足的,此特性反映了递归思想的应用。
第三条特性是关键,能否利用分治法完全取决于问题是否具有第三条特性,如果具备了第一条和第二条特性,而不具备第三条特性,则可以考虑用贪心法或动态规划法。
第四条特性涉及到分治法的效率,如果各子问题是不独立的则分治法要做许多不必要的工作,重复地解公共的子问题,此时虽然可用分治法,但一般用动态规划法较好。
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