leetcode-机器人的运动范围

1. 题目描述

地上有一个m行n列的方格,从坐标 [0,0] 到坐标 [m-1,n-1] 。一个机器人从坐标 [0, 0] 的格子开始移动,它每次可以向左、右、上、下移动一格(不能移动到方格外),也不能进入行坐标和列坐标的数位之和大于k的格子。

例如,当k为18时,机器人能够进入方格 [35, 37] ,因为3+5+3+7=18。
但它不能进入方格 [35, 38],因为3+5+3+8=19。请问该机器人能够到达多少个格子?

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示例

输入:m = 2, n = 3, k = 1
输出:3

2. 解题思路

本题与 矩阵中的路径 类似,是典型的搜索 & 回溯问题

方法一: 深度优先搜索+剪枝

  • 深度优先搜索: 可以理解为暴力法模拟机器人在矩阵中的所有路径。DFS 通过递归,先朝一个方向搜到底,再回溯至上个节点,沿另一个方向搜索,以此类推。

  • 剪枝: 在搜索中,遇到数位和超出目标值、此元素已访问,则应立即返回,称为 可行性剪枝

算法解析:

递归参数: 当前元素在矩阵中的行列索引 i 和 j。
终止条件:返回0:
  ① 行列索引越界 或 ② 数位和超出目标值 k 或 ③ 当前元素已访问过
递推工作

  • 标记当前单元格 :将索引 (i, j) 存入 Set visited 中,代表此单元格已被访问过。
  • 搜索下一单元格: 计算当前元素的 下、右 两个方向元素的数位和,并开启下层递归 。

回溯返回值: 返回 1 + 右方搜索的可达解总数 + 下方搜索的可达解总数,代表从本单元格递归搜索的可达解总数。

代码实现

class Solution:
    def movingCount(self, m: int, n: int, k: int) -> int:

        vis =set()
        def getSum(num):
            res = 0
            while num>0:
                res += num%10
                num = int(num / 10)
            return res 
        
        def dfs(i,j,k):
            if i>=m or j>=n: return 0
            if (i,j) in vis: return 0
            if getSum(i)+getSum(j)>k: return 0
            
            vis.add((i,j))

            return 1+dfs(i+1,j,k) + dfs(i,j+1,k)

        return dfs(0,0,k)

方法二:广度优先遍历 BFS

  • BFS/DFS : 两者目标都是遍历整个矩阵,不同点在于搜索顺序不同。DFS 是朝一个方向走到底,再回退,以此类推;BFS 则是按照[平推]的方式向前搜索

  • BFS 实现: 通常利用队列实现广度优先遍历。

算法解析:

初始化: 将机器人初始点 (0, 0) 加入队列 queue
终止条件: queue 为空。代表已遍历完所有可达解。
迭代工作
  1. 单元格出队: 将队首单元格的 索引、数位和 弹出,作为当前搜索单元格
  2. 判断是否跳过: 若 ① 行列索引越界 或 ② 数位和超出目标值 k 或 ③ 当前元素已访问过 。
  3. 标记当前单元格 :将单元格索引 (i, j) 存入 Set visited 中,代表此单元格 已被访问过
  4. 单元格入队: 将当前元素的 下方、右方 单元格的 索引、数位和 加入 queue 。
  5. 返回值: Set visited 的长度 len(visited) ,即可达解的数量。

代码实现

class Solution:
    def movingCount(self, m: int, n: int, k: int) -> int:
        queue, visited = [(0, 0, 0, 0)], set()
        while queue:
            i, j, si, sj = queue.pop(0)
            if i >= m or j >= n or k < si + sj or (i, j) in visited: continue
            visited.add((i,j))
            queue.append((i + 1, j, si + 1 if (i + 1) % 10 else si - 8, sj))
            queue.append((i, j + 1, si, sj + 1 if (j + 1) % 10 else sj - 8))
        return len(visited)

参考

posted @ 2022-04-22 16:06  topbookcc  阅读(50)  评论(0编辑  收藏  举报
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