Python 检测二维网格中循环的程序


假设我们有一个大小为 m x n 的字符二维数组,称为网格。我们必须检查是否可以在其中检测到循环。这里,循环是指网格中长度为 4 或更长的路径,该路径在相同的位置开始和结束。我们可以在四个方向(上、下、左或右)移动,如果它与当前单元格的值相同,并且我们不能重新访问某些单元格。

因此,如果输入如下所示:

mmmp
mkmm
mmsm
ftmm

那么输出将为 True,因为绿色单元格形成了循环。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • WHITE := 0,GRAY := 1,BLACK := 2

  • R := 网格的行数

  • C := 网格的列数

  • color := 一个空映射,其默认值为 0

  • 定义一个函数 dfs()。这将接收 r、c、pr:= -1、pc:= -1

  • color[r,c] := GRAY

  • 对于 di 中的每一对 (x,y),执行以下操作:

    • (nr,nc) := (r+x,c+y)

    • 如果 0 <= nr < R 且 0 <= nc < C 且 grid[r, c] 与 grid[nr, nc] 相同,并且 (nr, nc) 与 (pr, pc) 不相同,则:

      • 如果 color[nr,nc] 与 WHITE 相同,则:

        • 如果 dfs(nr,nc,r,c) 为真,则:

          • 返回 True

        • 否则,当 color[nr,nc] 与 GRAY 相同时,则:

          • 返回 True

      • color[r,c] := BLACK

      • 返回 False

      • 从主方法中执行以下操作:

      • 对于从 0 到 R - 1 的范围内的 r,执行以下操作:

        • 对于从 0 到 C - 1 的范围内的 c,执行以下操作:

          • 如果 color[r,c] 与 WHITE 相同,则:

            • 如果 dfs(r,c) 为真,则:

              • 返回 True

  • 返回 False

示例

让我们看看以下实现以获得更好的理解

from collections import defaultdict
di = [(0,1),(1,0),(0,-1),(-1,0)]
def solve(grid):
   WHITE,GRAY,BLACK = 0 ,1 ,2
   R,C = len(grid),len(grid[0])

   color = defaultdict(int)

   def dfs(r,c,pr=-1,pc=-1):
      color[r,c] = GRAY
      for x,y in di:
         nr,nc = r+x,c+y
         if (0<=nr<R and 0<=nc<C and grid[r][c] == grid[nr][nc] and (nr,nc)!=(pr,pc)):
            if color[nr,nc]==WHITE:
               if dfs(nr,nc,r,c):
                  return True
            elif color[nr,nc] == GRAY:
               return True

      color[r,c] = BLACK
      return False

   for r in range(R):
      for c in range(C):
         if color[r,c] == WHITE:
            if dfs(r,c):
               return True
   return False
matrix = [["m","m","m","p"],["m","k","m","m"],["m","m","s","m"],["f","m","m","m"]]
print(solve(matrix))

输入

7, [5,1,4,3]

输出

True

更新于: 2021年10月6日

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