• 五大常用演算法之
  • 分治法

分治法的設計思想是，將一個難以直接解決的大問題，分割成一些規模較小的相同問題，以便各個擊破，分而治之。

分治策略是：對於一個規模為n的問題，若該問題可以容易地解決（比如說規模n較小）則直接解決，否則將其分解為k個規模較小的子問題，這些子問題互相獨立且與原問題形式相同，遞迴地解這些子問題，然後將各子問題的解合併得到原問題的解。這種演算法設計策略叫做分治法。

分治法所能解決的問題一般具有以下幾個特徵：

    1) 該問題的規模縮小到一定的程度就可以容易地解決

    2) 該問題可以分解為若干個規模較小的相同問題，即該問題具有最優子結構性質。

    3) 利用該問題分解出的子問題的解可以合併為該問題的解；

    4) 該問題所分解出的各個子問題是相互獨立的，即子問題之間不包含公共的子子問題。

上述的第一條特徵是絕大多數問題都可以滿足的，因為問題的計算複雜性一般是隨著問題規模的增加而增加；第二條特徵是應用分治法的前提它也是大多數問題可以滿足的，此特徵反映了遞迴思想的應用；第三條特徵是關鍵，能否利用分治法完全取決於問題是否具有第三條特徵，如果具備了第一條和第二條特徵，而不具備第三條特徵，則可以考慮用貪心法或動態規劃法。第四條特徵涉及到分治法的效率，如果各子問題是不獨立的則分治法要做許多不必要的工作，重複地解公共的子問題，此時雖然可用分治法，但一般用動態規劃法較好。

分治法的基本步驟

分治法在每一層遞迴上都有三個步驟：

分解：將原問題分解為若干個規模較小，相互獨立，與原問題形式相同的子問題；

解決：若子問題規模較小而容易被解決則直接解，否則遞迴地解各個子問題

合併：將各個子問題的解合併為原問題的解。