算法设计与分析

简述分支限界法与回溯法的异同。

题目

简述分支限界法与回溯法的异同。

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相似问题和答案

第1题:

解决0/1背包问题可以使用动态规划、回溯法和分支限界法,其中不需要排序的是动态规划,需要排序的是回溯法,分支限界法。()

此题为判断题(对,错)。


正确答案:√

第2题:

● (65) 不能保证求得0-1 背包问题的最优解。

(65)

A. 分支限界法

B. 贪心算法

C. 回溯法

D. 动态规划策略


正确答案:B

第3题:

分支限界法与回溯法完全不同。()

此题为判断题(对,错)。


正确答案:×

第4题:

回溯法与分支限界法的区别是什么?


正确答案:两者都是问题的解空间树上搜索问题解的算法。回溯法与分支限界法的的求解目标不同,回溯法的求解目标是找出解空间树中满足约束条件的所有解,而分支限界法的求解目标是找出解空间树中满足约束条件的一个解,或是在满足约束条件的解中找出使某一目标函数值达到极大或极小的解,即在某种意义下的最优解。

第5题:

在对问题的解空间树进行搜索的方法中,一个活结点有多次机会成为活结点的是()

  • A、回溯法
  • B、分支限界法
  • C、回溯法和分支限界法
  • D、动态规划

正确答案:A

第6题:

不能保证求得0-1背包问题的最优解。

A.分支限界法

B.贪心算法

C.回溯法

D.动态规划策略


正确答案:B
解析:题中的分支界限法、回溯法和动态规划策略等实质都需要遍历所有可能的情况(分支界限法会避免没必要的计算分支,在一定程度上优化了算法)。而贪心算法只能保证在当前这一步计算是最优的选择,而不能保证全局的最优解。

第7题:

试比较回溯法与分支限界算法,分别谈谈这两个算法比较适合的问题?


正确答案: 不同点:求解目标,搜索方式,空间消耗。
回溯法的求解目标是找出解空间中满足约束条件的所有解,而分支限界法的求解目标则是找出满足约束条件的解中找出使某一目标函数值达到极大或极小的解,即在某种意义下的最优解。
搜索方式:回溯法以深度优先的方式搜索解空间,而分支限界法则以广度优先或以最小耗费优先的方式搜索解空间。
回溯法:以深度优先方式系统搜索问题解的算法为回溯法,适合解组合数较大的问题。
分支限界法适合解决大量离散最优化的问题。

第8题:

常见的两种分支限界法为队列式(FIFO)分支限界法与堆栈式分支限界法。()

此题为判断题(对,错)。


正确答案:×

第9题:

解决0/1背包问题可以使用动态规划、回溯法和分支限界法,其中不需要排序的是(),需要排序的是(),()。


正确答案:动态规划;回溯法;分支限界法

第10题:

简述分支限界法及其算法思想。


正确答案: 这是一种用于求解组合优化问题的排除非解的搜索算法。类似于回溯法,分枝定界法在搜索解空间时,也经常使用树形结构来组织解空间。然而与回溯法不同的是,回溯算法使用深度优先方法搜索树结构,而分枝定界一般用宽度优先或最小耗费方法来搜索这些树。因此,可以很容易比较回溯法与分枝定界法的异同。相对而言,分枝定界算法的解空间比回溯法大得多,因此当内存容量有限时,回溯法成功的可能性更大。
算法思想:分枝限界(branch and bound)是另一种系统地搜索解空间的方法,它与回溯法的主要区别在于对E-节点的扩充方式。每个活节点有且仅有一次机会变成E-节点。当一个节点变为E-节点时,则生成从该节点移动一步即可到达的所有新节点。在生成的节点中,抛弃那些不可能导出(最优)可行解的节点,其余节点加入活节点表,然后从表中选择一个节点作为下一个E-节点。从活节点表中取出所选择的节点并进行扩充,直到找到解或活动表为空,扩充过程才结束。
有两种常用的方法可用来选择下一个E-节点(虽然也可能存在其他的方法):
1)先进先出(FIFO)即从活节点表中取出节点的顺序与加入节点的顺序相同,因此活
节点表的性质与队列相同。
2)(优先队列)最小耗费或最大收益法在这种模式中,每个节点都有一个对应的耗费或收益。如果查找一个具有最小耗费的解,则活节点表可用最小堆来建立,下一个E-节点就是具有最小耗费的活节点;如果希望搜索一个具有最大收益的解,则可用最大堆来构造活节点表,下一个E-节点是具有最大收益的活节点。

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