跳舞的链接算法 - 一种解释就是少解释,但更多的执行问题?(The Dancing Links Al

2019-08-17 07:04发布

我一直工作在一个数独解算器,我目前的解算器使用的回溯算法,但它仍然需要太长时间。

我希望得到它下降到不到一秒钟在大多数情况下。 因此,我决定用舞蹈链算法重写它,理解它是更好的方法,暴力破解与约束问题,比如数独题尤其是效果很好的。

我曾尝试阅读维基和Knuth的纸就可以了,但是他们两人都有点难以理解和非常详细。

我也阅读它Sudopedia的版本,它似乎是一旦到了数独的实现,它有太多的抽象。

有人可以尝试在它的推导,但其实施方面没有解释跳舞链接的算法? (将是巨大的使用数独为例)

谢谢!

Answer 1:

您可能会感兴趣我的JavaScript实现 。


首先,你必须了解精确覆盖。 恰当覆盖问题是你们给了一堆的选择问题,以及一组约束,你的挑战是选择一堆,将填补每一个约束恰好一次的选择。

例如,考虑别人创造他们的冰舞程序的情况下。 他们有一个数字,他们需要展现法官的技巧,而不愿意进行任何伎俩不止一次。 他们有一个数量的,技巧的团体,可以放在一起序列,他们要选择序列的理想选择,以涵盖所有的招数一次。 在这个例子中,约束条件是,他们必须执行每招。 选用的是,他们可以纳入他们的日常可能的序列。

代表这种问题的最好方法是画了一个表,其中约束列和选择是行,你必须在细胞中的大X,其中一个特别的选择满足该约束。

事实证明,只要有正确的约束和选择,数独,可谓恰当覆盖问题。


好吧,假设你已经有了,现在你需要了解算法X.克努特说的是“算法X简直是明显的试错法的声明。(事实上,我想不出任何其他合理的这样做的工作,一般。)”。 因此,这里是我的算法X的说明:

  1. 如果你的表没有列,停 - 你已经解决了它。 如果你有存储的部分解决方案,那么它实际上是一个真正的解决方案,将其返回。
  2. 选择(代表约束)的列。
  3. 找到在该列(表示满足该约束的选择)交叉的行。 将它添加到某种结构,在那里你要存储的潜在解决方案。 如果你不能找到一排,就放弃了 - 有没有解决办法。
  4. 假设你在3找到行是在溶液中,因此将其删除,它有行中的X中的所有列。 虽然删除所有这些列,也删除在您删除列的X中的所有行(因为你已经满足了约束,所以你从选择的东西,将再次满足它禁止)。
  5. 现在递归地尝试解决减小的表。 如果不能,删除您从潜在的解决方案结构试过行,恢复所有你在步骤3和4取出的行和列,并尝试不同的行。 如果您运行的行,然后放弃了 - 有没有解决办法。

现在你明白这一点,你可以理解舞蹈链。 舞蹈链是有效实现该算法的一种方式。 舞蹈链的关键点是,在一个链表,当你删除一个节点(可以efficently通过修改其邻居的指针做),你已经删除的节点有你需要重新添加的所有信息到链表(因为它证明你是错误的,当你猜它是解决方案的一部分的情况下)。 这加上如果你让你的所有链接的列表循环,然后你突然失去了很多的特殊情况下的事实是,几乎所有的舞蹈链接是。



Answer 2:

虽然这个问题很老了,我想我要补充:

此页面使得算法很容易理解: Zendoku书面记录 。 直到我在这个链接读到它,我还以为这一定是一个超级先进的算法,但真的一旦你可以想像它,它只是一个非常巧妙的,但简单的解决方案。

另外我的实现在C#应该是相当容易阅读...会有帮助到不同的文件,我敢肯定,分裂的各种类。
这在很大程度上是由Knuth的PDF直接实现,但有一些面向对象的优化(实际上是因为我在几个月前做这个我不太记得我从PDF多少误入)



文章来源: The Dancing Links Algorithm - An explanation that is less explanatory but more on implementation?