โจทย์: กราฟไม่มีทิศทาง (adjacency matrix) หาว่ามี independent set ขนาด k หรือไม่ (independent set = โหนดคู่ใดคู่หนึ่งไม่เชื่อมโดยตรง)
ตัวอย่าง: กราฟ 5 โหนด, k=4 → Yes (มีชุด 4 โหนดที่ไม่มี edge เชื่อมกัน)
อัลกอริทึม Backtracking
- ฟังก์ชัน
is_valid(graph, arr): ตรวจสอบทุกคู่ใน arr ไม่มี edge เชื่อม - ฟังก์ชัน
solve(graph, arr, k, index, sol): backtracking เลือก/ไม่เลือกโหนด index - ถ้า k==0 → ตรวจสอบ arr ว่า valid → sol[0]=True
- Recursive: เลือก index หรือไม่เลือก index
ตัวอย่างโค้ด
def is_valid(graph, arr):
for i in range(len(arr)):
for j in range(i+1, len(arr)):
if graph[arr[i]][arr[j]] == 1:
return False
return True
def solve(graph, arr, k, index, sol):
if k == 0:
if is_valid(graph, arr):
sol[0] = True
return
if index >= k:
return (solve(graph, arr[:] + [index], k-1, index-1, sol) or
solve(graph, arr[:], k, index-1, sol))
else:
return solve(graph, arr[:] + [index], k-1, index-1, sol)
graph = [
[1, 1, 0, 0, 0],
[1, 1, 1, 1, 1],
[0, 1, 1, 0, 0],
[0, 1, 0, 1, 0],
[0, 1, 0, 0, 1]
]
k = 4
arr = []
sol = [False]
solve(graph, arr[:], k, len(graph)-1, sol)
print("Yes" if sol[0] else "No") # Yes
ผลลัพธ์
Yes
หมายเหตุ: นี่คือ NP-Complete problem (Maximum Independent Set) backtracking ใช้ได้เฉพาะกราฟเล็ก (n ≤ 20-25) สำหรับกราฟใหญ่ต้องใช้ approximation หรือ heuristic