Question

假设我正在使用回溯解决问题（例如N-Queen）。如果我想找到唯一的（第一个）解决方案而不是全部解决方案，该怎么办？

我想我可以强制执行（例如使用可变的布尔标志）。我想知道我是如何做到的功能。

Answer 1

虽然Scala的Option可以在这里工作，正如其他两个答案所指出的那样，更惯用的功能方法是使用Scala中的“懒惰列表” - 或Stream来表示一套解决方案。

我发现自己编写了这样的代码，例如：

trait Node[A] {
  def children: Stream[A with Node[A]]

  def dfs(f: A => Boolean): Stream[A] = this.children.flatMap {
    child => if (f(child)) Stream(child) else child.dfs(f)
  }
}

现在假设我有一个扩展Board的{{1}}类，并且具有Node[Board]方法的实现，该方法返回所有有效的板，另外还有一块。假设它还有一些其他有用的东西，比如children方法，带size的伴随对象等。

然后，我可以编写以下内容以获得empty解决方案：

Stream

val solutions = Board.empty.dfs(_.size == 8)是懒惰的，只评估它的头部，所以现在我们只搜索了足够远的树来找到第一个解决方案。我们可以使用Stream：

来获得此解决方案

head

或者其他什么。但如果我需要，我也可以得到其他结果：

scala> solutions.head
res1: Board = 
o . . . . . . .
. . . . o . . .
. . . . . . . o
. . . . . o . .
. . o . . . . .
. . . . . . o .
. o . . . . . .
. . . o . . . .

这会搜索足够多的树以找到第十个解决方案，然后停止。

scala> solutions(10) res2: Board = . o . . . . . . . . . . . . o . . . . . o . . . . . . . . . . o o . . . . . . . . . . o . . . . . . . . . o . . . . o . . . . .优于Stream方法的一大优势是，如果我需要它，我可以获得额外的结果，而不需要为第一个付出更多。

Answer 2

这是一个简单的情况，深度优先搜索在找到它正在寻找的内容时停止。它使用了Option，如Chris K的答案所述。

case class Tree[A](v: A, subtrees: Tree[A]*) {
  def dfs(s: A): Option[A] = {
    println("visiting " + v)
    subtrees.foldLeft(if(v == s) Some(v) else None)((r, t) => 
      if(r.isDefined) 
        r 
      else 
        t.dfs(s)
    )
  }
  override def toString() = "Tree(%s%s%s)".format(v, if(subtrees.nonEmpty) ", " else "", subtrees.mkString(", "))
}

用法：

scala> val t = Tree(1, Tree(2, Tree(3), Tree(4)), Tree(5, Tree(6), Tree(7)))
t: Tree[Int] = Tree(1, Tree(2, Tree(3), Tree(4)), Tree(5, Tree(6), Tree(7)))

树t看起来像

     1
   /   \
  2     5
 / \   / \
3   4 6   7

因此，我们可以搜索元素并跟踪它访问的节点：

scala> t.dfs(6)
visiting 1
visiting 2
visiting 3
visiting 4
visiting 5
visiting 6
res42: Option[Int] = Some(6)

请注意，在找到我们正在寻找的内容后，我们不再访问任何节点。

Answer 3

假设您正在使用递归搜索功能，您的函数应该返回结果（即皇后的定位）或者指示找不到该分支的结果。 Scala可能有一个选项/类型，你可以使用它。该建议同样适用于任何功能语言。

如何在Scala中停止回溯？

3 个答案: