【LeetCode每日一题】【2021/12/18】419. 甲板上的战舰


419. 甲板上的战舰

LeetCode: 419. 甲板上的战舰

中 等 \color{#FFB800}{中等}

给你一个大小为 m x n 的矩阵 board 表示甲板,其中,每个单元格可以是一艘战舰 'X' 或者是一个空位 '.' ,返回在甲板 board 上放置的 战舰 的数量。
战舰 只能水平或者垂直放置在 board 上。换句话说,战舰只能按 1 x k1 行,k 列)或 k x 1k 行,1 列)的形状建造,其中 k 可以是任意大小。两艘战舰之间至少有一个水平或垂直的空位分隔 (即没有相邻的战舰)。

示例 1:
在这里插入图片描述

输入:board = [["X",".",".","X"],[".",".",".","X"],[".",".",".","X"]]
输出:2

示例 2:

输入:board = [["."]]
输出:0

提示:

  • m == board.length
  • n == board[i].length
  • 1 <= m, n <= 200
  • board[i][j]'.''X'

进阶:你可以实现一次扫描算法,并只使用 O(1) 额外空间,并且不修改 board 的值来解决这个问题吗?


方法1:深度优先搜索 / 广度优先搜索

我们可以先完整遍历整个甲板,每当遍历到 'X' 后,就将其加入 栈 / 队列 中,并使计数加1,将它改为 '.' 以免再次遍历。然后以这个土地为起点,进行 深度 / 广度优先搜索,将所有相邻的 'X' 都改为 '.'。最后返回计数即可。

以下为 深度优先搜索 的代码。若使用 广度优先搜索 则将栈改为队列即可。

#include <vector>
#include <stack>
using namespace std;
class Solution
{
private:
    using dpoint = pair<int, int>;
    const dpoint D[4] = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};

public:
    int countBattleships(vector<vector<char>> &board)
    {
        const int m = board.size(), n = board[0].size();
        int ans = 0;
        for (int y = 0; y < m; y++)
        {
            for (int x = 0; x < n; x++)
            {
                if (board[y][x] == '.')
                    continue;
                ans++;
                stack<dpoint> stk;
                stk.emplace(y, x);
                while (!stk.empty())
                {
                    const auto [_y, _x] = stk.top();
                    stk.pop();
                    board[_y][_x] = '.';
                    for (const auto [dy, dx] : this->D)
                    {
                        const int ny = _y + dy, nx = _x + dx;
                        if (0 <= ny && ny < m && 0 <= nx && nx < n && board[ny][nx] == 'X')
                        {
                            stk.emplace(ny, nx);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

复杂度分析

  • 时间复杂度: O ( m n ) O(mn) O(mn)。其中,mn 分别为甲板的行数和列数。矩阵中的每一块土地会被遍历多次。

  • 空间复杂度: O ( 1 ) O(1) O(1)。我们只需要常量空间来存储若干变量。

参考结果

Accepted
27/27 cases passed (8 ms)
Your runtime beats 74.06 % of cpp submissions
Your memory usage beats 5.15 % of cpp submissions (8.8 MB)

方法2:枚举起点

方法1 是按照正常的 深度 / 广度 遍历方法去完成的,而这题中的土地和平时稍稍会有一点不一样。平时我们在遍历岛屿时,岛屿的形状是不规则的,因此要用 深度 / 广度 去确保岛屿的每一块土地都被遍历完成,而本体中的岛屿,也就是战舰是有固定的形状的:也就是长或宽为1的长条形。由于题目明确给出战舰不会相邻,因此这个形状在地图上的分布有以下特点:

  1. 关注长条形的某一端点,假设为左上角的顶点(x,y),则 board[y][x]=='X'
  2. 这个端点的上方不存在土地或者不属于任何战舰 board[y-1][x]=='.'
  3. 这个端点的左侧不存在土地或者不属于任何战舰 board[y][x-1]=='.'

由上方的三个条件,我们就可以在完整遍历甲板的过程中,去枚举每艘战舰的左上顶点来记录战舰的个数,同时也不需要修改矩阵 board 去记录哪些土地被遍历过。

#include <vector>
using namespace std;
class Solution
{
private:
    using dpoint = pair<int, int>;
    const dpoint D[4] = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};

public:
    int countBattleships(vector<vector<char>> &board)
    {
        const int m = board.size(), n = board[0].size();
        int ans = 0;
        for (int y = 0; y < m; y++)
        {
            for (int x = 0; x < n; x++)
            {
                if (board[y][x] == 'X' && (y == 0 || board[y - 1][x] == '.') && (x == 0 || board[y][x - 1] == '.'))
                    ans++;
            }
        }
        return ans;
    }
};

复杂度分析

  • 时间复杂度: O ( m n ) O(mn) O(mn)。其中,mn 分别为甲板的行数和列数。矩阵中的每一块土地只会被遍历一次。

  • 空间复杂度: O ( 1 ) O(1) O(1)。我们只需要常量空间来存储若干变量。

参考结果

Accepted
27/27 cases passed (8 ms)
Your runtime beats 74.06 % of cpp submissions
Your memory usage beats 35.84 % of cpp submissions (7.9 MB)
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