图论 BFS 模拟题

443 阅读2分钟

这是我参与更文挑战的第 27 天,活动详情查看:更文挑战

题目描述

这是 LeetCode 上的 909. 蛇梯棋 ,难度为 中等

Tag : 「图论 BFS」

NNN * N 的棋盘 board 上,按从 1 到 NNN*N 的数字给方格编号,编号 从左下角开始,每一行交替方向。

例如,一块 6x66 x 6 大小的棋盘,编号如下:

r 行 c 列的棋盘,按前述方法编号,棋盘格中可能存在 “蛇” 或 “梯子”;如果 board[r][c] != -1,那个蛇或梯子的目的地将会是 board[r][c]

玩家从棋盘上的方格 1 (总是在最后一行、第一列)开始出发。

每一回合,玩家需要从当前方格 x 开始出发,按下述要求前进:

  • 选定目标方格:选择从编号 x+1x+2x+3x+4x+5,或者 x+6 的方格中选出一个目标方格 s ,目标方格的编号 <= NNN*N
    • 该选择模拟了掷骰子的情景,无论棋盘大小如何,你的目的地范围也只能处于区间 [x+1, x+6] 之间。
  • 传送玩家:如果目标方格 S 处存在蛇或梯子,那么玩家会传送到蛇或梯子的目的地。否则,玩家传送到目标方格 S。  注意,玩家在每回合的前进过程中最多只能爬过蛇或梯子一次:就算目的地是另一条蛇或梯子的起点,你也不会继续移动。

返回达到方格 NNN*N 所需的最少移动次数,如果不可能,则返回 -1。

示例:

输入:[[-1,-1,-1,-1,-1,-1],
[-1,-1,-1,-1,-1,-1],
[-1,-1,-1,-1,-1,-1],
[-1,35,-1,-1,13,-1],
[-1,-1,-1,-1,-1,-1],
[-1,15,-1,-1,-1,-1]]

输出:4

解释:
首先,从方格 1 [第 5 行,第 0 列] 开始。
你决定移动到方格 2,并必须爬过梯子移动到到方格 15。
然后你决定移动到方格 17 [第 3 行,第 5 列],必须爬过蛇到方格 13。
然后你决定移动到方格 14,且必须通过梯子移动到方格 35。
然后你决定移动到方格 36, 游戏结束。
可以证明你需要至少 4 次移动才能到达第 N*N 个方格,所以答案是 4

提示:

  • 2 <= board.length = board[0].length <= 20
  • board[i][j] 介于 1 和 NNN*N 之间或者等于 -1。
  • 编号为 1 的方格上没有蛇或梯子。
  • 编号为 NNN*N 的方格上没有蛇或梯子。

BFS

最多有 202020 * 20 个格子,直接使用常规的单向 BFS 进行求解即可。

为了方便我们可以按照题目给定的意思,将二维的矩阵「扁平化」为一维的矩阵,然后再按照规则进行 BFS

代码:

class Solution {
    int n;
    int[] nums;
    public int snakesAndLadders(int[][] board) {
        n = board.length;
        if (board[0][0] != -1) return -1;
        nums = new int[n * n + 1];
        boolean isRight = true;
        for (int i = n - 1, idx = 1; i >= 0; i--) {
            for (int j = (isRight ? 0 : n - 1); isRight ? j < n : j >= 0; j += isRight ? 1 : -1) {
                nums[idx++] = board[i][j];
            }
            isRight = !isRight;
        }
        int ans = bfs();
        return ans;
    }
    int bfs() {
        Deque<Integer> d = new ArrayDeque<>();
        Map<Integer, Integer> m = new HashMap<>();
        d.addLast(1);
        m.put(1, 0);
        while (!d.isEmpty()) {
            int poll = d.pollFirst();
            int step = m.get(poll);
            if (poll == n * n) return step;
            for (int i = 1; i <= 6; i++) {
                int np = poll + i;
                if (np <= 0 || np > n * n) continue;
                if (nums[np] != -1) np = nums[np];
                if (m.containsKey(np)) continue;
                m.put(np, step + 1);
                d.addLast(np);
            }
        }
        return -1;
    }
}
  • 时间复杂度:O(n2)O(n^2)
  • 空间复杂度:O(n2)O(n^2)

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.909 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先将所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:github.com/SharingSour…

在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。