LeetCode-741. 摘樱桃【数组 动态规划 矩阵】
题目描述:解题思路一:动态规划,定推初遍举。解题思路二:倒序循环解题思路三:0
题目描述:
给你一个 n x n 的网格 grid ,代表一块樱桃地,每个格子由以下三种数字的一种来表示:
0 表示这个格子是空的,所以你可以穿过它。 1 表示这个格子里装着一个樱桃,你可以摘到樱桃然后穿过它。 -1 表示这个格子里有荆棘,挡着你的路。 请你统计并返回:在遵守下列规则的情况下,能摘到的最多樱桃数:
从位置 (0, 0) 出发,最后到达 (n - 1, n - 1) ,只能向下或向右走,并且只能穿越有效的格子(即只可以穿过值为 0 或者 1 的格子); 当到达 (n - 1, n - 1) 后,你要继续走,直到返回到 (0, 0) ,只能向上或向左走,并且只能穿越有效的格子; 当你经过一个格子且这个格子包含一个樱桃时,你将摘到樱桃并且这个格子会变成空的(值变为 0 ); 如果在 (0, 0) 和 (n - 1, n - 1) 之间不存在一条可经过的路径,则无法摘到任何一个樱桃。
示例 1:
输入:grid = [[0,1,-1],[1,0,-1],[1,1,1]] 输出:5 解释:玩家从 (0, 0) 出发:向下、向下、向右、向右移动至 (2, 2) 。 在这一次行程中捡到 4 个樱桃,矩阵变成 [[0,1,-1],[0,0,-1],[0,0,0]] 。 然后,玩家向左、向上、向上、向左返回起点,再捡到 1 个樱桃。 总共捡到 5 个樱桃,这是最大可能值。
示例 2:
输入:grid = [[1,1,-1],[1,-1,1],[-1,1,1]] 输出:0
提示:
n == grid.length n == grid[i].length 1 <= n <= 50 grid[i][j] 为 -1、0 或 1 grid[0][0] != -1 grid[n - 1][n - 1] != -1
解题思路一:动态规划,定推初遍举。
定义
f
[
k
]
[
x
1
]
[
x
2
]
f[k][x_1][x_2]
f[k][x1][x2] 表示两个人(设为 A 和 B)从0出发,分别到达
(
x
1
,
k
−
x
1
)
(x_1,k-x_1)
(x1,k−x1)和
(
x
2
,
k
−
x
2
)
(x_2,k-x_2)
(x2,k−x2)摘到的樱桃个数之和的最大值。 推导公式,只能向下或向右走 所以
f
[
k
]
[
x
1
]
[
x
2
]
f[k][x_1][x_2]
f[k][x1][x2]可以由四种可能得情况得到:【x1, x2可以看作是行】
都往右:从
f
[
k
−
1
]
[
x
1
]
[
x
2
]
f[k-1][x_1][x_2]
f[k−1][x1][x2]转移过来;A 往下,B 往右:从
f
[
k
−
1
]
[
x
1
−
1
]
[
x
2
]
f[k-1][x_1-1][x_2]
f[k−1][x1−1][x2]转移过来;A 往右,B 往下:从
f
[
k
−
1
]
[
x
1
]
[
x
2
−
1
]
f[k-1][x_1][x_2-1]
f[k−1][x1][x2−1]转移过来;都往下:从
f
[
k
−
1
]
[
x
1
−
1
]
[
x
2
−
1
]
f[k-1][x_1-1][x_2-1]
f[k−1][x1−1][x2−1]转移过来; 初始化 因为 遇到荆棘,则令为负无穷大。 f = [[[-inf] * n for _ in range(n)] for _ in range(n * 2 -1 )] f[0][0][0] = grid[0][0] 遍历方向
for k in range(1, n * 2 - 1):
for x1 in range(max(k - n + 1, 0), min(k + 1, n)):
y1 = k - x1
if grid[x1][y1] == -1:
continue
for x2 in range(x1, min(k + 1, n)):
举例
class Solution:
def cherryPickup(self, grid: List[List[int]]) -> int:
n = len(grid)
f = [[[-inf] * n for _ in range(n)] for _ in range(n * 2 -1 )]
f[0][0][0] = grid[0][0]
for k in range(1, n * 2 - 1):
for x1 in range(max(k - n + 1, 0), min(k + 1, n)):
y1 = k - x1
if grid[x1][y1] == -1:
continue
for x2 in range(x1, min(k + 1, n)):
y2 = k - x2
if grid[x2][y2] == -1:
continue
res = f[k-1][x1][x2] # 都往右
if x1:
res = max(res, f[k-1][x1-1][x2]) # 往下,往右
if x2:
res = max(res, f[k-1][x1][x2-1]) # 往右,往下
if x1 and x2:
res = max(res, f[k-1][x1-1][x2-1]) # 都往下
res += grid[x1][y1]
if x2 != x1: # 避免重复摘同一个樱桃
res += grid[x2][y2]
f[k][x1][x2] = res
print(f)
return max(f[-1][-1][-1], 0)
时间复杂度:O(n3) 空间复杂度:O(n2)
解题思路二:倒序循环
class Solution:
def cherryPickup(self, grid: List[List[int]]) -> int:
n = len(grid)
f = [[-inf] * n for _ in range(n)]
f[0][0] = grid[0][0]
for k in range(1, n * 2 - 1):
for x1 in range(min(k, n - 1), max(k - n, -1), -1):
for x2 in range(min(k, n - 1), x1 - 1, -1):
y1, y2 = k - x1, k - x2
if grid[x1][y1] == -1 or grid[x2][y2] == -1:
f[x1][x2] = -inf
continue
res = f[x1][x2] # 都往右
if x1:
res = max(res, f[x1 - 1][x2]) # 往下,往右
if x2:
res = max(res, f[x1][x2 - 1]) # 往右,往下
if x1 and x2:
res = max(res, f[x1 - 1][x2 - 1]) # 都往下
res += grid[x1][y1]
if x2 != x1: # 避免重复摘同一个樱桃
res += grid[x2][y2]
f[x1][x2] = res
return max(f[-1][-1], 0)
时间复杂度:O(n3) 空间复杂度:O(n2)
解题思路三:0
时间复杂度:O(n) 空间复杂度:O(n)
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参考文章
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