Python程序:查找满足所有人的最小距离


假设我们有一个二维矩阵,其中包含如下值:

  • 0 表示空单元格。

  • 1 表示墙壁。

  • 2 表示一个人。

这里,一个人可以沿着四个方向中的任意一个行走(上、下、左、右)。我们需要找到一个非墙壁的单元格,使得每个人的总旅行距离最小化,并最终找到该距离。

因此,如果输入如下所示:

2010
1012
0022

则输出将为 7,因为最佳会合点是右下角。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • twos := 一个新的映射,costs := 一个新的映射

  • 对于矩阵中的每个索引 i 和行 r,执行以下操作:

    • 对于 r 中的每个索引 j 和值 v,执行以下操作:

      • 如果 v 等于 2,则

        • twos[i, j] := [i, j, 0]

        • costs[i, j] := 创建一个与给定矩阵大小相同的二维矩阵,并用无穷大填充。

  • 对于 twos 中的每个键值对 (k, q),执行以下操作:

    • seen := 一个新的集合

    • 当 q 不为空时,执行以下操作:

      • (i, j, cost) := 从 q 中删除第一个元素。

      • 如果 (i, j) 在 seen 中,则

        • 进入下一个迭代。

      • 将 (i, j) 添加到 seen 中。

      • costs[k, i, j] := cost

      • 对于 (di, dj) 中的每个 ((1, 0), (−1, 0), (0, 1), (0, −1)),执行以下操作:

        • (ni, nj) := (i + di, j + dj)

        • 如果 ni 和 nj 在矩阵范围内,并且 matrix[ni, nj] 不为 1,则

          • 将 (ni, nj, cost + 1) 插入到 q 的末尾。

  • ans := 无穷大

  • 对于从 0 到矩阵行数的 i,执行以下操作:

    • 对于从 0 到矩阵列数的 j,执行以下操作:

      • cur_cost := 0

      • 对于 costs 所有值的列表中的每个 arr,执行以下操作:

        • cur_cost := cur_cost + arr[i, j]

      • ans := ans 和 cur_cost 的最小值。

  • 返回 ans。

让我们看看以下实现,以便更好地理解:

示例

 在线演示

class Solution:
   def solve(self, matrix):
      twos = {}
      costs = {}
      for i, r in enumerate(matrix):
         for j, v in enumerate(r):
            if v == 2:
               twos[(i, j)] = [(i, j, 0)]
               costs[(i, j)] = [[1e9 for _ in matrix[0]] for _
in matrix]
      for k, q in twos.items():
         seen = set()
         while q:
            i, j, cost = q.pop(0)
            if (i, j) in seen:
               continue
            seen.add((i, j))
            costs[k][i][j] = cost
            for di, dj in ((1, 0), (-1, 0), (0, 1), (0, -1)):
               ni, nj = i + di, j + dj
               if (ni >= 0 and nj >= 0 and ni < len(matrix) and nj < len(matrix[0]) and matrix[ni][nj] != 1):
                  q.append((ni, nj, cost + 1))
         ans = 1e9
         for i in range(len(matrix)):
            for j in range(len(matrix[0])):
               cur_cost = 0
               for arr in costs.values():
                  cur_cost += arr[i][j]
               ans = min(ans, cur_cost)
         return ans
ob = Solution()
matrix = [
   [2, 0, 1, 0],
   [1, 0, 1, 2],
   [0, 0, 2, 2]
]
print(ob.solve(matrix))

输入

matrix = [
[2, 0, 1, 0],
[1, 0, 1, 2],
[0, 0, 2, 2]]

输出

7

更新于: 2020年10月21日

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