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| 1 | +## 题目地址(909. 蛇梯棋) |
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| 3 | +https://leetcode-cn.com/problems/snakes-and-ladders/ |
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| 5 | +## 题目描述 |
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| 7 | +``` |
| 8 | +N x N 的棋盘 board 上,按从 1 到 N*N 的数字给方格编号,编号 从左下角开始,每一行交替方向。 |
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| 10 | +例如,一块 6 x 6 大小的棋盘,编号如下: |
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| 15 | +r 行 c 列的棋盘,按前述方法编号,棋盘格中可能存在 “蛇” 或 “梯子”;如果 board[r][c] != -1,那个蛇或梯子的目的地将会是 board[r][c]。 |
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| 17 | +玩家从棋盘上的方格 1 (总是在最后一行、第一列)开始出发。 |
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| 19 | +每一回合,玩家需要从当前方格 x 开始出发,按下述要求前进: |
| 20 | +
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| 21 | +选定目标方格:选择从编号 x+1,x+2,x+3,x+4,x+5,或者 x+6 的方格中选出一个目标方格 s ,目标方格的编号 <= N*N。 |
| 22 | +该选择模拟了掷骰子的情景,无论棋盘大小如何,你的目的地范围也只能处于区间 [x+1, x+6] 之间。 |
| 23 | +传送玩家:如果目标方格 S 处存在蛇或梯子,那么玩家会传送到蛇或梯子的目的地。否则,玩家传送到目标方格 S。 |
| 24 | +
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| 25 | +注意,玩家在每回合的前进过程中最多只能爬过蛇或梯子一次:就算目的地是另一条蛇或梯子的起点,你也不会继续移动。 |
| 26 | +
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| 27 | +返回达到方格 N*N 所需的最少移动次数,如果不可能,则返回 -1。 |
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| 30 | +
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| 31 | +示例: |
| 32 | +
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| 33 | +输入:[ |
| 34 | +[-1,-1,-1,-1,-1,-1], |
| 35 | +[-1,-1,-1,-1,-1,-1], |
| 36 | +[-1,-1,-1,-1,-1,-1], |
| 37 | +[-1,35,-1,-1,13,-1], |
| 38 | +[-1,-1,-1,-1,-1,-1], |
| 39 | +[-1,15,-1,-1,-1,-1]] |
| 40 | +输出:4 |
| 41 | +解释: |
| 42 | +首先,从方格 1 [第 5 行,第 0 列] 开始。 |
| 43 | +你决定移动到方格 2,并必须爬过梯子移动到到方格 15。 |
| 44 | +然后你决定移动到方格 17 [第 3 行,第 5 列],必须爬过蛇到方格 13。 |
| 45 | +然后你决定移动到方格 14,且必须通过梯子移动到方格 35。 |
| 46 | +然后你决定移动到方格 36, 游戏结束。 |
| 47 | +可以证明你需要至少 4 次移动才能到达第 N*N 个方格,所以答案是 4。 |
| 48 | +
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| 49 | +
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| 50 | + |
| 51 | +
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| 52 | +提示: |
| 53 | +
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| 54 | +2 <= board.length = board[0].length <= 20 |
| 55 | +board[i][j] 介于 1 和 N*N 之间或者等于 -1。 |
| 56 | +编号为 1 的方格上没有蛇或梯子。 |
| 57 | +编号为 N*N 的方格上没有蛇或梯子。 |
| 58 | +``` |
| 59 | + |
| 60 | +## 前置知识 |
| 61 | + |
| 62 | +- 广度优先遍历 |
| 63 | + |
| 64 | +## 公司 |
| 65 | + |
| 66 | +- 暂无 |
| 67 | + |
| 68 | +## 思路 |
| 69 | + |
| 70 | +起点和终点已知,并且目标是求最短,容易想到使用广度优先遍历进行求解。 |
| 71 | + |
| 72 | +初始化队列 [1] , 不断模拟直到到达 n \* n ,返回当前的步数即可。 |
| 73 | + |
| 74 | +也就是说我们直接套用 BFS 模板,对题目进行模拟就行了。 |
| 75 | + |
| 76 | +不过本题有两点需要大家注意。 |
| 77 | + |
| 78 | +需要注意的是,由于队列的项目都是单元格的编号。而题目给了一个二维矩阵,我们需要在模拟过程中根据当前的位置从二维矩阵取值。那么如何根据编号求出所在的行号和列号呢? |
| 79 | + |
| 80 | +我们尝试先将问题简化。 题目给的其实是从左下角开始编号,并且相邻行起点是交替的,比如上一行从左开始,下一行就从右开始,从 1 到 n \* n。 |
| 81 | + |
| 82 | +那么如果题目变为从左上角开始,并且永远只从左到右编号呢? |
| 83 | + |
| 84 | +其实这样问题会稍微简单一点。这样的话其实编号 number 就等于 (row - 1) \* n + col。 |
| 85 | + |
| 86 | +接下来,我们考虑行交替编号问题。 其实我们只需要考虑当前行(从 1 开始)是奇数还是偶数就行了,如果是奇数那么就是 (row - 1) _ n + col,否则就是 n - (row - 1) _ n + col。 |
| 87 | + |
| 88 | +同理,如果从右下角开始。 问题就不再看是奇数行还是偶数行了,而是奇偶性是否和最后一行一致(最后一行也就是我们刚开始的那一行)。如果一直就是 (row - 1) _ n + col,否则就是 n - (row - 1) _ n + col。 |
| 89 | + |
| 90 | +> 实际上,上面核心看的也是奇偶性是否一致。只不过从奇数行和偶数行角度也可以解释地通。 |
| 91 | +
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| 92 | +## 关键点 |
| 93 | + |
| 94 | +- 根据矩阵编号如何算出其都在的行号和列号。这里其实用到了 number = (row - 1) \* n + col 这样的一个公式,后面的所有公式都是基于它产生的。 |
| 95 | + |
| 96 | +## 代码 |
| 97 | + |
| 98 | +- 语言支持:Python3 |
| 99 | + |
| 100 | +Python3 Code: |
| 101 | + |
| 102 | +```python |
| 103 | + |
| 104 | +class Solution: |
| 105 | + def snakesAndLadders(self, board: List[List[int]]) -> int: |
| 106 | + q = collections.deque([(1, 0)]) |
| 107 | + n = len(board) |
| 108 | + visited = set() |
| 109 | + |
| 110 | + def get_pos(pos): |
| 111 | + row = (n - 1) - (pos - 1) // n |
| 112 | + col = (n - 1) - ((pos - 1) % n) if row & 1 == n & 1 else (pos - 1) % n |
| 113 | + return row, col |
| 114 | + |
| 115 | + while q: |
| 116 | + for _ in range(len(q)): |
| 117 | + cur, steps = q.popleft() |
| 118 | + if cur in visited: |
| 119 | + continue |
| 120 | + visited.add(cur) |
| 121 | + if cur == n ** 2: |
| 122 | + return steps |
| 123 | + for nxt in range(cur + 1, min(cur + 6, n * n) + 1): |
| 124 | + row, col = get_pos(nxt) |
| 125 | + if board[row][col] == -1: |
| 126 | + q.append((nxt, steps + 1)) |
| 127 | + else: |
| 128 | + q.append((board[row][col], steps + 1)) |
| 129 | + return -1 |
| 130 | + |
| 131 | +``` |
| 132 | + |
| 133 | +**复杂度分析** |
| 134 | + |
| 135 | +- 时间复杂度:$O(n^2)$ |
| 136 | +- 空间复杂度:$O(n^2)$ |
| 137 | + |
| 138 | +> 此题解由 [力扣刷题插件](https://leetcode-pp.github.io/leetcode-cheat/?tab=solution-template) 自动生成。 |
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| 140 | +力扣的小伙伴可以[关注我](https://leetcode-cn.com/u/fe-lucifer/),这样就会第一时间收到我的动态啦~ |
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| 142 | +以上就是本文的全部内容了。大家对此有何看法,欢迎给我留言,我有时间都会一一查看回答。更多算法套路可以访问我的 LeetCode 题解仓库:https://github.com/azl397985856/leetcode 。 目前已经 40K star 啦。大家也可以关注我的公众号《力扣加加》带你啃下算法这块硬骨头。 |
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