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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