给你一个 n * n
矩阵 grid
,矩阵由若干 0
和 1
组成。请你用四叉树表示该矩阵 grid
。
你需要返回能表示矩阵 grid
的 四叉树 的根结点。
四叉树数据结构中,每个内部节点只有四个子节点。此外,每个节点都有两个属性:
val
:储存叶子结点所代表的区域的值。1 对应 True,0 对应 False。注意,当isLeaf
为 False 时,你可以把 True 或者 False 赋值给节点,两种值都会被判题机制 接受 。isLeaf
: 当这个节点是一个叶子结点时为 True,如果它有 4 个子节点则为 False 。
class Node {
public boolean val;
public boolean isLeaf;
public Node topLeft;
public Node topRight;
public Node bottomLeft;
public Node bottomRight;
}
我们可以按以下步骤为二维区域构建四叉树:
- 如果当前网格的值相同(即,全为
0
或者全为1
),将isLeaf
设为 True ,将val
设为网格相应的值,并将四个子节点都设为 Null 然后停止。 - 如果当前网格的值不同,将
isLeaf
设为 False, 将val
设为任意值,然后如下图所示,将当前网格划分为四个子网格。 - 使用适当的子网格递归每个子节点。
如果你想了解更多关于四叉树的内容,可以参考 wiki 。
四叉树格式:
你不需要阅读本节来解决这个问题。只有当你想了解输出格式时才会这样做。输出为使用层序遍历后四叉树的序列化形式,其中 null
表示路径终止符,其下面不存在节点。
它与二叉树的序列化非常相似。唯一的区别是节点以列表形式表示 [isLeaf, val]
。
如果 isLeaf
或者 val
的值为 True ,则表示它在列表 [isLeaf, val]
中的值为 1 ;如果 isLeaf
或者 val
的值为 False ,则表示值为 0 。
示例 1:
输入: grid = [[0,1],[1,0]]
输出: [[0,1],[1,0],[1,1],[1,1],[1,0]]
解释: 此示例的解释如下:
请注意,在下面四叉树的图示中,0 表示 false,1 表示 True 。
示例 2:
输入: grid = [[1,1,1,1,0,0,0,0],[1,1,1,1,0,0,0,0],[1,1,1,1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1,1,1,1],[1,1,1,1,0,0,0,0],[1,1,1,1,0,0,0,0],[1,1,1,1,0,0,0,0],[1,1,1,1,0,0,0,0]]
输出: [[0,1],[1,1],[0,1],[1,1],[1,0],null,null,null,null,[1,0],[1,0],[1,1],[1,1]]
解释: 网格中的所有值都不相同。我们将网格划分为四个子网格。
topLeft,bottomLeft 和 bottomRight 均具有相同的值。
topRight 具有不同的值,因此我们将其再分为 4 个子网格,这样每个子网格都具有相同的值。
解释如下图所示:
提示:
n == grid.length == grid[i].length
n == 2x
其中0 <= x <= 6
题解:
/**
* @description: 递归回溯 TC:O(n^2) SC:O(n^2)
* @author: JunLiangWang
* @param {*} grid 给定矩阵
* @return {*}
*/
function recursionBacktracking(grid) {
/**
* 本方案使用递归回溯的方式,将矩阵不断行列递归2分,
* 直到长度为1,然后回溯过程将4个矩阵合并为1个,构
* 造节点。
*/
/**
* @description: 递归
* @author: JunLiangWang
* @param {*} startRow 开始行索引
* @param {*} startCol 开始列索引
* @param {*} length 矩阵长度
* @return {*}
*/
function recursion(startRow, startCol, length) {
// 直到长度为1,构造节点返回
if (length == 1) return new Node(grid[startRow][startCol], true);
// 2分行列
let cuLength = length / 2,
// 继续递归,获得左右上/左右下的矩阵节点
nodeList = [recursion(startRow, startCol, cuLength),
recursion(startRow, startCol + cuLength, cuLength),
recursion(startRow + cuLength, startCol, cuLength),
recursion(startRow + cuLength, startCol + cuLength, cuLength)]
// 根据规则,合并4个矩阵,构造节点
for (let i = 0; i < 4; i++) {
// 如果子矩阵ifLeaf为false,或者其值不相等,则需要将其作为子节点
if (!nodeList[i].isLeaf || (i != 0 && nodeList[i].val != nodeList[i - 1].val)) {
return new Node(grid[startRow][startCol], false, nodeList[0],
nodeList[1], nodeList[2], nodeList[3])
}
}
// 如果子矩阵ifLeaf为true,且其值全等,则需要子节点全为null,其isLeaf也为true
return new Node(grid[startRow][startCol], true);
}
// 执行递归返回节点
return recursion(0, 0, grid.length)
}