10-机器⼈的运动范围
题目描述
地上有⼀个 m ⾏和 n 列的⽅格。⼀个机器⼈从坐标(0,0) 的格⼦开始移动,每⼀次只能向左,右,上,下四个⽅向移动⼀格,但是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 。但是,它不能进⼊⽅格(35,38) ,因为 3+5+3+8 = 19 。请问该机器⼈能够达到多少个格⼦?
示例1
输⼊:5,10,10
返回值:21
示例2
输⼊:10,1,100
返回值:29
说明:[0,0],[0,1],[0,2],[0,3],[0,4],[0,5],[0,6],[0,7],[0,8],[0,9],[0,10],[0,11],[0,12],[0,13],[0,14],[0,15],[0,16],[0,17],[0,18],[0,19],[0,20],[0,21],[0,22],[0,23],[0,24],[0,25],[0,26],[0,27],[0,28] 这29种,后⾯的[0,29] , [0,30] 以及[0,31] 等等是⽆法到达的。
思路及解答
DFS(深度优先搜索)
深度优先搜索算法,也就是 DFS ,⾸先需要初始化数组,注意是 boolean 类型的⼆元数组。边初始化
边计算位数的和,判断如果⼤于等于阈值的话,就直接置为 true ,也就是已经被访问到(但是这⼀部分计⼊结果)。
然后遍历每⼀个元素,只要 i , j 不在合法的索引范围或者是已经被访问过,都会直接返回
false 。
否则的话,可访问的数量 +1 ,并且递归遍历上下左右四个元素,返回最终的可访问的个数。
DFS 会优先同⼀个⽅向,⼀直⾛下去,不撞南墙不回头,直到条件不满⾜的时候,才会回头。回头之后,每次只会回头⼀步,往另外⼀个⽅向去,同样是⼀头扎进去。
假设有⼀个 4 x 4 的⽅格,从第⼀个开始遍历,假设遍历顺序是上,右,下,左,那么遍历的顺序如下:

public class Solution {
public int movingCount(int threshold, int rows, int cols) {
if (rows > 0 && cols > 0) {
boolean[][] visited = new boolean[rows][cols];
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
// 如果⼤于阈值,设置已被访问过
visited[i][j] = ((getSum(i) + getSum(j)) > threshold);
}
}
return getNum(visited, 0, 0, 0);
}
return 0;
}
// 获取可以被访问的个数
private int getNum(boolean[][] visited, int i, int j, int count) {
if (i < 0 || j < 0 || i >= visited.length || j >= visited[0].length ||
visited[i][j]) {
return count;
}
count++;
visited[i][j] = true;
count = getNum(visited, i, j + 1, count);
count = getNum(visited, i, j - 1, count);
count = getNum(visited, i + 1, j, count);
count = getNum(visited, i - 1, j, count);
return count;
}
// 计算位数之和
private int getSum(int num) {
int result = 0;
while (num > 0) {
result = result + num % 10;
num = num / 10;
}
return result;
}
}- 时间复杂度:最坏的情况是将所有的格⼦都遍历⼀遍, O(m*n) 。
- 空间复杂度:借助了额外的空间保存是否被访问过,同样为O(m*n) 。
BFS(⼴度优先搜索)
⼴度优先搜索,也就是没进⾏⼀步,优先搜索当前点的各个⽅向上的点,不急着往下搜索,等搜索完当前点的各个⽅向的点,再依次把之前搜索的点,取出来,同样先搜索周边的点...
这样直到所有都被搜索完成。
同样有⼀个 4 x 4 的⽅格,从第⼀个开始遍历,假设遍历顺序是上,右,下,左,那么遍历的顺序如下:



在上⾯的过程图示中,我们可以发现,访问是有顺序的,每遍历⼀个新的⽅块,都会标⼀个顺序,然后按照顺序遍历其四个⽅向。
这也就是⼴度优先搜索的本质,我们需要⼀个队列,来保存遍历的顺序,每次都从队列⾥⾯取出⼀个位置,遍历其四周的⽅块,每次遍历到的点,都会放到队列⾥⾯,这样直到队列为空的时候,也就是全部遍历完成。
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class Solution13 {
public int movingCount(int threshold, int rows, int cols) {
boolean[][] visited = new boolean[rows][cols];
int count = 0;
Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
// 把第⼀个点加到队列⾥⾯
queue.add(new int[]{0, 0});
while (queue.size() > 0) {
// ⼀直取数据,直到队列为空
int[] x = queue.poll();
// 取出来的数据,包含x,y坐标
int i = x[0], j = x[1];
// 如果访问过或者不符合,直接下⼀个
if (i >= rows || j >= cols || threshold < getSum(i) + getSum(j) || visited[i][j]) continue;
// 置为访问过
visited[i][j] = true;
// 数量增加
count++;
// 右
queue.add(new int[]{i + 1, j});
// 下
queue.add(new int[]{i, j + 1});
}
return count;
}
// 计算位数之和
private int getSum(int num) {
int result = 0;
while (num > 0) {
result = result + num % 10;
num = num / 10;
}
return result;
}
}- 时间复杂度:最坏的情况是将所有的格⼦都遍历⼀遍, O(m*n) 。
- 空间复杂度:借助了额外的空间保存是否被访问过,同样为O(m*n) 。
