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:
2 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 | 2 |
0 | 0 | 2 | 2 |
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
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