【华为OD机试】路径

给定一个M*N的0,1,2矩阵,从初始位置(s_i,s_j)出发,找到最近的1的路径。0可以自由通行,1只能上下移动,2不可通过。使用广度优先搜索(BFS)策略,找到路径并返回。当找到1时返回路径,否则返回null。

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路径

问题描述

M*N的都是0,1,2的矩阵,M,N<=100,输出从初始位置(s_i,s_j)到最近的1的位置的路径,0能自由通行,1只能从上往下或者从下往上走到,2不能过。

同样距离的取行较小、同行再取列较小。

例:

3 4 1 1

(3行4列,初始位置第1行第1列)

0 0 0 0
2 1 0 1
0 0 0 0

输出 1 1 1 2 2 2,(1,1)->(1,2)->(2,2)

解题思路

  • 新建队列并添加起始节点
  • 创建M*N的矩阵,并初始化为false,表示元素未访问;
  • 当队列不为空时,执行下述步骤
    • 移除队列第一个元素,并标记元素为已访问
    • 获取当前元素相临元素并检查是否已访问及是否能被访问
    • 未访问的相临元素,计算并保存到开始节点的距离
    • 若相临元素为1,停止查找并返回路径
    • 若遍历完也未找到符合条件的元素,返回null

代码示例

static int[] row = {-1, 0, 1, 0}; // to traverse in all directions
static int[] col = {0, 1, 0, -1};

public static String findPath(int[][] matrix, int rowNo, int colNo) {
    int x = rowNo - 1;
    int y = colNo - 1;
    int m = matrix.length;
    int n = matrix[0].length;

    Queue<int[]> q = new LinkedList<>();
    boolean[][] visited = new boolean[m][n];
    int[][] dist = new int[m][n]; // to store distance to source

    // initialization
    q.offer(new int[]{x, y});
    visited[x][y] = true;
    dist[x][y] = 0;

    while (!q.isEmpty()) {
        int[] curr = q.poll();
        int currX = curr[0];
        int currY = curr[1];

        // check if current cell is 1
        if (matrix[currX][currY] == 1) {
            return getPath(dist, visited, x, y, currX, currY);
        }

        // traverse in all directions starting from current cell
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int nextX = currX + row[i];
            int nextY = currY + col[i];

            // check if next cell is within bounds and unvisited
            if (isValid(nextX, nextY, m, n) && !visited[nextX][nextY] && matrix[nextX][nextY] != 2) {
                // update distance and add to queue
                dist[nextX][nextY] = dist[currX][currY] + 1;
                visited[nextX][nextY] = true;
                q.offer(new int[]{nextX, nextY});
            }
        }
    }

    // there is no path to 1
    return null;
}

private static boolean isValid(int x, int y, int m, int n) {
    return x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n;
}

private static String getPath(int[][] dist, boolean[][] visited, int startX, int startY, int destX, int destY) {
    List<String> list = new ArrayList<>();

    // backtrack from destination to source using distance matrix
    while (destX != startX || destY != startY) {
        list.add(String.format("(%s,%s)", destX + 1, destY + 1));
        int minDist = Integer.MAX_VALUE;
        int nextX = -1;
        int nextY = -1;

        // get smallest distance neighbor
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int adjX = destX + row[i];
            int adjY = destY + col[i];

            if (isValid(adjX, adjY, dist.length, dist[0].length) && visited[adjX][adjY] && dist[adjX][adjY] < minDist) {
                minDist = dist[adjX][adjY];
                nextX = adjX;
                nextY = adjY;
            }
        }
        destX = nextX;
        destY = nextY;
    }

    list.add(String.format("(%s,%s)", startX + 1, startY + 1));
    Collections.reverse(list);
    // return reversed path
    return list.stream().collect(Collectors.joining("->"));
}
### 华为OD概述 华为OD是一种针对开发人员的技术评估方式,主要考察候选人的编程能力、算法设计能力和逻辑思维水平。考通常由三道题目组成,其中前两道题目的难度较低至中等,每题满分100分;最后一道题目难度较高,满分为200分[^1]。整个测的时间限制为150分钟。 #### 考题型分布 - **第一题和第二题**:这两道题目通常是基础性的算法或者数据结构问题,涉及的知识点可能包括数组操作、字符串处理、简单的动态规划以及基本的图论概念。 - **第三题**:这是一道综合性较强的难题,可能会涉及到更复杂的算法应用,比如深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)、最短路径计算(Dijkstra, Floyd-Warshall),或者是高级的数据结构运用(如线段树、并查集)。 以下是几个典型的代码实现例子: ```python # 示例一:判断回文串 (适合第一题或第二题) def is_palindrome(s: str) -> bool: s_cleaned = ''.join([c.lower() for c in s if c.isalnum()]) return s_cleaned == s_cleaned[::-1] print(is_palindrome("A man, a plan, a canal: Panama")) # 输出 True ``` 对于较难的部分可以参考如下复杂度较高的实例: ```python # 示例二:最小生成树 Kruscal 算法 (适合作为第三题的一部分) class UnionFind: def __init__(self, n): self.parent = list(range(n)) def find(self, u): while u != self.parent[u]: self.parent[u] = self.parent[self.parent[u]] u = self.parent[u] return u def union(self, u, v): pu, pv = self.find(u), self.find(v) if pu == pv: return False self.parent[pu] = pv return True def kruskal(edges, N): uf = UnionFind(N) edges.sort(key=lambda edge:edge[2]) mst_cost = 0 count_edges = 0 res = [] for e in edges: u,v,w = e if uf.union(u,v): mst_cost += w count_edges +=1 res.append(e) if count_edges==N-1: break return res if count_edges == N-1 else [] edges = [[0,1,7],[0,3,5],[1,2,8],[1,3,9],[2,3,6]] N=4 print(kruskal(edges,N)) # 输出 [(0, 3, 5), (2, 3, 6), (0, 1, 7)] ``` #### 备考建议 为了更好地应对华为OD,可以从以下几个方面着手准备: - 加强对常见算法的理解与实践,尤其是那些高频考点,像排序算法、查找算法、贪心算法等。 - 提升编码速度与准确性,在限定时间内完成高质量解答至关重要。 - 进行模拟训练,熟悉真实考场环境下的时间管理策略。
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