电影院选座
记录一下最近的笔试题
在某区域中,找出连续空闲区域的最大范围
题目描述
看电影选座位,座位用m*n的二维矩阵表示,用1代表该座位已选,0代表未选。求选择出最大的相邻空座位个数(上下左右为相邻)。
示例一:
- 输入:
4
7
1 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 0 1 1
0 0 0 1 0 0 0
1 1 0 1 1 0 0
- 输出:
18
示例二:
- 输入:
4
7
1 0 0 1 0 0 0
1 0 0 1 0 1 1
0 0 0 1 0 0 0
1 1 0 1 1 0 0
- 输出:
9
解题思路
1. 递归
查找所有未访问过的坐标点,从某一点开始,递归遍历某点的上下左右,直到所有坐标点都访问过。
class Solution {
public int maxContinuousVacantSeatsNum(int[][] nums, int m, int n) {
if (m <= 0 || n <= 0) {
return 0;
}
boolean[][] visited = new boolean[m][n];
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (nums[i][j] == 1) {
visited[i][j] = true;
}
}
}
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
// 访问过的坐标点直接跳过
if (visited[i][j]) {
continue;
}
int res = dfs(nums, m, n, i, j, visited);
ans = Math.max(ans, res);
}
}
return ans;
}
public int dfs(int[][] nums, int m, int n, int startX, int startY, boolean[][] visited) {
if (startX >= m || startY >= n || startX < 0 || startY < 0 || visited[startX][startY]) {
return 0;
}
visited[startX][startY] = true;
return 1 + dfs(nums, m, n, startX + 1, startY, visited) + dfs(nums, m, n, startX - 1, startY, visited) + dfs(nums, m, n, startX, startY + 1, visited) + dfs(nums, m, n, startX, startY - 1, visited);
}
}
2. BFS
使用队列记录压缩的二维坐标,这里注意矩阵坐标的对称性,要分为上、下三角矩阵来存储坐标信息。
class Solution {
public int maxContinuousVacantSeatsNum(int[][] nums, int m, int n) {
if (m <= 0 || n <= 0) {
return 0;
}
boolean[][] visited = new boolean[m][n];
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (nums[i][j] == 1) {
visited[i][j] = true;
}
}
}
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (visited[i][j]) {
continue;
}
int res = bfs(nums, m, n, i, j, visited);
ans = Math.max(ans, res);
}
}
return ans;
}
public int bfs(int[][] nums, int m, int n, int startX, int startY, boolean[][] visited) {
// 主对角线下三角矩阵队列
Queue<Integer> queue1 = new LinkedList<>();
// 主对角线上三角矩阵队列
Queue<Integer> queue2 = new LinkedList<>();
int count = 0;
if (startX >= startY) {
queue1.offer(startX * n + startY);
} else {
queue2.offer(startX * n + startY);
}
while (!queue1.isEmpty() || !queue2.isEmpty()) {
int dot = !queue1.isEmpty() ? queue1.poll() : queue2.poll();
// 上三角矩阵和下三角矩阵,关于主对角线对称的部分,其压缩计算后的值相同,因此需要根据row和col的大小分别计算存取
int row = dot / n, col = dot % n;
if (row >= m || col >= n) {
continue;
}
if (!visited[row][col]) {
visited[row][col] = true;
if (row >= col) {
queue1.offer(row * n + col);
} else {
queue2.offer(row * n + col);
}
count++;
}
if (col < n - 1 && !visited[row][col + 1]) {
visited[row][col + 1] = true;
if (row >= col + 1) {
queue1.offer(row * n + col + 1);
} else {
queue2.offer(row * n + col + 1);
}
count++;
}
if (col > 0 && !visited[row][col - 1]) {
visited[row][col - 1] = true;
if (row >= col - 1) {
queue1.offer(row * n + col - 1);
} else {
queue2.offer(row * n + col - 1);
}
count++;
}
if (row < m - 1 && !visited[row + 1][col]) {
visited[row + 1][col] = true;
if (row + 1 >= col) {
queue1.offer((row + 1) * n + col);
} else {
queue2.offer((row + 1) * n + col);
}
count++;
}
if (row > 0 && !visited[row - 1][col]) {
visited[row - 1][col] = true;
if (row - 1 >= col) {
queue1.offer((row - 1) * n + col);
} else {
queue2.offer((row - 1) * n + col);
}
count++;
}
}
return count;
}
}
全部代码
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// 输入次数
int k = scanner.nextInt();
for (int c = 0; c < k; c++) {
int m = scanner.nextInt(), n = scanner.nextInt();
int[][] nums = new int[m][n];
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
nums[i][j] = scanner.nextInt();
}
}
Main main = new Main();
System.out.println(main.maxContinuousVacantSeatsNum(nums, m, n));
}
}
private int ans = Integer.MIN_VALUE;
public int maxContinuousVacantSeatsNum(int[][] nums, int m, int n) {
if (m <= 0 || n <= 0) {
return 0;
}
boolean[][] visited = new boolean[m][n];
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (nums[i][j] == 1) {
visited[i][j] = true;
}
}
}
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (visited[i][j]) {
continue;
}
int res = dfs(nums, m, n, i, j, visited);
ans = Math.max(ans, res);
}
}
return ans;
}
public int dfs(int[][] nums, int m, int n, int startX, int startY, boolean[][] visited) {
if (startX >= m || startY >= n || startX < 0 || startY < 0 || visited[startX][startY]) {
return 0;
}
visited[startX][startY] = true;
return 1 + dfs(nums, m, n, startX + 1, startY, visited) + dfs(nums, m, n, startX - 1, startY, visited) + dfs(nums, m, n, startX, startY + 1, visited) + dfs(nums, m, n, startX, startY - 1, visited);
}
public int bfs(int[][] nums, int m, int n, int startX, int startY, boolean[][] visited) {
// 主对角线下三角矩阵队列
Queue<Integer> queue1 = new LinkedList<>();
// 主对角线上三角矩阵队列
Queue<Integer> queue2 = new LinkedList<>();
int count = 0;
if (startX >= startY) {
queue1.offer(startX * n + startY);
} else {
queue2.offer(startX * n + startY);
}
while (!queue1.isEmpty() || !queue2.isEmpty()) {
int dot = !queue1.isEmpty() ? queue1.poll() : queue2.poll();
// 上三角矩阵和下三角矩阵,关于主对角线对称的部分,其压缩计算后的值相同,因此需要根据row和col的大小分别计算存取
int row = dot / n, col = dot % n;
if (row >= m || col >= n) {
continue;
}
if (!visited[row][col]) {
visited[row][col] = true;
if (row >= col) {
queue1.offer(row * n + col);
} else {
queue2.offer(row * n + col);
}
count++;
}
if (col < n - 1 && !visited[row][col + 1]) {
visited[row][col + 1] = true;
if (row >= col + 1) {
queue1.offer(row * n + col + 1);
} else {
queue2.offer(row * n + col + 1);
}
count++;
}
if (col > 0 && !visited[row][col - 1]) {
visited[row][col - 1] = true;
if (row >= col - 1) {
queue1.offer(row * n + col - 1);
} else {
queue2.offer(row * n + col - 1);
}
count++;
}
if (row < m - 1 && !visited[row + 1][col]) {
visited[row + 1][col] = true;
if (row + 1 >= col) {
queue1.offer((row + 1) * n + col);
} else {
queue2.offer((row + 1) * n + col);
}
count++;
}
if (row > 0 && !visited[row - 1][col]) {
visited[row - 1][col] = true;
if (row - 1 >= col) {
queue1.offer((row - 1) * n + col);
} else {
queue2.offer((row - 1) * n + col);
}
count++;
}
}
return count;
}
}
剑指 Offer II 105. 岛屿的最大面积
这道题与上面的题类似
题目描述
给定一个由 0 和 1 组成的非空二维数组 grid ,用来表示海洋岛屿地图。
一个 岛屿 是由一些相邻的 1 (代表土地) 构成的组合,这里的「相邻」要求两个 1 必须在水平或者竖直方向上相邻。你可以假设 grid 的四个边缘都被 0(代表水)包围着。
找到给定的二维数组中最大的岛屿面积。如果没有岛屿,则返回面积为 0 。
题解
class Solution {
private int ans = 0;
public int maxAreaOfIsland(int[][] grid) {
int m = grid.length, n = grid[0].length;
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (grid[i][j] == 0) continue;
ans = Math.max(ans, dfs(grid, i, j, m, n));
}
}
return ans;
}
public int dfs(int[][] grid, int startX, int startY, int m, int n) {
if (startX < 0 || startY < 0 || startX >= m || startY >= n || grid[startX][startY] == 0) {
return 0;
}
grid[startX][startY] = 0;
return 1 + dfs(grid, startX + 1, startY, m, n) + dfs(grid, startX - 1, startY, m, n) + dfs(grid, startX, startY + 1, m, n) + dfs(grid, startX, startY - 1, m, n);
}
}
2249. 统计圆内格点数目
题目描述
给你一个二维整数数组 circles
,其中 circles[i] = [xi, yi, ri]
表示网格上圆心为 (xi, yi)
且半径为 ri
的第 i
个圆,返回出现在 至少一个 圆内的 格点数目 。
注意:
- 格点 是指整数坐标对应的点。
- 圆周上的点 也被视为出现在圆内的点。
提示:
- 1 <= circles.length <= 200
- circles[i].length == 3
- 1 <= xi, yi <= 100
- 1 <= ri <= min(xi, yi)
解题思路
思路一:暴力解法,直接遍历
根据题目的要求,需要将circles数组里面所有的圆遍历一遍,才能知道所有圆内点。又根据提示可知,本题的数据范围很小,可以用暴力解法。但是圆的数目是有限的,因此可以利用圆心和半径来确定遍历范围:(minX, minY)到(maxX, maxY);然后再在坐标系中遍历坐标点。
class Solution {
public int countLatticePoints(int[][] circles) {
int ans = 0;
int minX = Integer.MAX_VALUE, maxX = 0, minY = Integer.MAX_VALUE, maxY = 0;
for (int[] c : circles) {
minX = Math.min(minX, c[0] - c[2]);
maxX = Math.max(maxX, c[0] + c[2]);
minY = Math.min(minY, c[1] - c[2]);
maxY = Math.max(maxY, c[1] + c[2]);
}
for (int i = minX; i <= maxX; i++) {
for (int j = minY; j <= maxY; j++) {
for (int[] c: circles) {
if ((i - c[0]) * (i - c[0]) + (j - c[1]) * (j - c[1]) <= c[2] * c[2]) {
ans++;
break;
}
}
}
}
return ans;
}
}
思路二:DFS
这道题的DFS效果不是很好(如图所示),因为有大量的坐标被重复计算。
错误做法
用四个visited数组分别记录坐标系的四个象限,防止越界。每次递归根据一个点的上下、左右是否被访问过来累计计算。
class Solution {
boolean[][] visited1 = new boolean[110][110];
boolean[][] visited2 = new boolean[110][110];
boolean[][] visited3 = new boolean[110][110];
boolean[][] visited4 = new boolean[110][110];
public int countLatticePoints(int[][] circles) {
int m = circles.length;
int ans = 0;
for (int i = 0; i < m; i++) {
ans += dfs(circles[i], circles[i][0], circles[i][1]);
}
return ans;
}
public int dfs(int[] nums, int startX, int startY) {
if (!isInside(startX, startY, nums[0], nums[1], nums[2])) {
return 0;
}
if (startX >= 0 && startY >= 0) {
if (visited1[startX][startY]) return 0;
visited1[startX][startY] = true;
} else if (startX < 0 && startY >= 0) {
if (visited2[-startX][startY]) return 0;
visited2[-startX][startY] = true;
} else if (startX < 0) {
if (visited3[-startX][-startY]) return 0;
visited3[-startX][-startY] = true;
} else {
if (visited4[startX][-startY]) return 0;
visited4[startX][-startY] = true;
}
return 1 + dfs(nums, startX - 1, startY) + dfs(nums, startX, startY - 1) + dfs(nums, startX, startY + 1) + dfs(nums, startX + 1, startY);
}
public boolean isInside(int x, int y, int x0, int y0, int r) {
return (x - x0) * (x - x0) + (y - y0) * (y - y0) <= r * r;
}
}
但是这样做会出现一个bug:
因为dfs在遍历每个圆的过程中,如果将某一点 A
访问,发现 A
在边界上并且它周围的坐标不在这个圆内,但是其中一点 B
在另外一个圆中,因此在后续遍历可能访问不到这个点,会漏掉计算。修复这个bug可以利用两种visited数组来记录,如果一个数组内没有记录访问这个圆内点,那么就对其进行访问,下面采用减少数组后的方法来做(避免越界):
class Solution {
boolean[][] visited = new boolean[310][310];
boolean[][] visited1;
public int countLatticePoints(int[][] circles) {
int m = circles.length;
int ans = 0;
for (int i = 0; i < m; i++) {
visited1 = new boolean[310][310];
ans += dfs(circles[i], circles[i][0], circles[i][1]);
}
return ans;
}
public int dfs(int[] nums, int startX, int startY) {
if (!isInside(startX, startY, nums[0], nums[1], nums[2])) {
return 0;
}
if (visited1[startX + 100][startY + 100]) {
return 0;
}
visited1[startX + 100][startY + 100] = true;
int flag = 0;
if (!visited[startX + 100][startY + 100]) {
flag = 1;
}
visited[startX + 100][startY + 100] = true;
return flag + dfs(nums, startX - 1, startY) + dfs(nums, startX, startY - 1) + dfs(nums, startX, startY + 1) + dfs(nums, startX + 1, startY);
}
public boolean isInside(int x, int y, int x0, int y0, int r) {
return (x - x0) * (x - x0) + (y - y0) * (y - y0) <= r * r;
}
}
473. 火柴拼正方形
题目描述
解题思路
【DFS 回溯】根据题意,要使得用 所有的火柴 拼成正方形,则每条边长都必须相等 => 可以将边长看作四个桶,每个的容量为火柴总长度/4。
- 若能恰好装满四个桶,return true
- 否则,return false
优化:从大到小排列火柴,若大的超过了桶的容量,则表明溢出,跳过后续遍历。
class Solution {
public boolean makesquare(int[] matchsticks) {
int totalLen = Arrays.stream(matchsticks).sum();
if (totalLen % 4 != 0) {
return false;
}
Arrays.sort(matchsticks);
for (int i = 0, j = matchsticks.length - 1; i < j; i++, j--) {
int temp = matchsticks[i];
matchsticks[i] = matchsticks[j];
matchsticks[j] = temp;
}
int[] edges = new int[4];
return dfs(0, matchsticks, edges, totalLen / 4);
}
public boolean dfs(int index, int[] matchsticks, int[] edges, int len) {
if (index == matchsticks.length) {
return true;
}
for (int i = 0; i < edges.length; i++) {
edges[i] += matchsticks[index];
if (edges[i] <= len && dfs(index + 1, matchsticks, edges, len)) {
return true;
}
edges[i] -= matchsticks[index];
}
return false;
}
}