C++实现二进制矩阵中的最短路径
假设我们有一个N x N的方格网,其中每个单元格要么为空(0),要么被阻塞(1)。从左上角到右下角的清晰路径长度为k,当且仅当它由单元格C_1, C_2, ..., C_k组成,其中:
相邻单元格C_i和C_{i+1}是8方向连接的(因此它们不同且共享一条边或角)
C_1位于(0, 0)位置
C_k位于(N-1, N-1)位置
如果C_i位于(r, c),则grid[r, c]为空或包含0
我们必须找到从左上角到右下角的最短清晰路径的长度。如果没有这样的路径,则返回-1。
例如,如果网格如下:
0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 |
橙色单元格将构成路径。长度为4
为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:
定义一个方向数组,它将保存8对移动8个不同方向的值。因此该数组类似于[[1,1], [1,-1], [-1,1], [1,0], [0,1], [-1,-1], [0,-1], [-1,0]]
主要部分将以网格作为输入,其作用如下:
定义一个点队列q,n:=行数
如果grid[0, 0]为0,则创建一个新点p(0, 0, 1),将p插入q,并将grid[0, 0]设置为1
当q不为空时
curr:=q中的第一个点,从q中删除第一个点
x:=curr的x值,y:=curr的y值,c:=curr的c值
如果x = n – 1且y = n – 1,则返回c
将c加1
对于范围0到7中的i
X := x + d[i, 0], Y := y + d[i, 1]
如果X在0和n之间,并且y在0和n之间,并且grid[X, Y]为0,则
grid[X, Y] := 1
将新点p (X, Y, c)插入q
返回-1
让我们来看下面的实现,以便更好地理解:
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int d[8][2] = {{1, 1}, {1, -1}, {-1, 1}, {1, 0}, {0, 1}, {-1, -1}, {0, -1}, {-1, 0}}; struct point{ int x, y, c; point(int a, int b, int z){ x = a; y = b; c = z; } }; class Solution { public: int shortestPathBinaryMatrix(vector<vector<int>>& grid) { queue <point> q; int n = grid.size(); if(!grid[0][0]){ q.push(point(0, 0, 1)); grid[0][0] = 1; } while(!q.empty()){ point curr = q.front(); q.pop(); int x = curr.x; int y = curr.y; int c = curr.c; if(x == n-1 && y == n-1)return c; c++; for(int i = 0; i < 8; i++){ int X = x + d[i][0]; int Y = y + d[i][1]; if(X >= 0 && X < n && Y >= 0 && Y < n && !grid[X][Y]){ grid[X][Y] = 1; q.push(point(X, Y, c)); } } } return -1; } }; main(){ vector<vector<int>> v = {{0,0,0},{1,1,0},{1,1,0}}; Solution ob; cout << (ob.shortestPathBinaryMatrix(v)); }
输入
[[0,0,0],[1,1,0],[1,1,0]]
输出
4
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