剑指 Offer 12. 矩阵中的路径——回溯法

tech2023-11-13  83

请设计一个函数,用来判断在一个矩阵中是否存在一条包含某字符串所有字符的路径。路径可以从矩阵中的任意一格开始,每一步可以在矩阵中向左、右、上、下移动一格。如果一条路径经过了矩阵的某一格,那么该路径不能再次进入该格子。例如,在下面的3×4的矩阵中包含一条字符串“bfce”的路径(路径中的字母用加粗标出)。

[["a","b","c","e"],  ["s","f","c","s"],  ["a","d","e","e"]]

但矩阵中不包含字符串“abfb”的路径,因为字符串的第一个字符b占据了矩阵中的第一行第二个格子之后,路径不能再次进入这个格子。

思路

回溯算法是一个类似枚举的搜索尝试过程,也就是一个个去试。回溯算法可以看作暴力解法的升级版,它从解决问题每一步的所有可能选项里系统地选出一个可行的解决方案。回溯法非常适合解决由多个步骤组成的问题,而且每个步骤都有多个选项。回溯法一般用递归来实现。

遍历矩形所有的点,然后从这个点开始往他的4个方向走,因为是二维数组,所以有两个for循环。

public: bool exist(vector<vector<char>>& board, string word) { if(word.empty()) return false; for(int i=0; i<board.size(); ++i) { for(int j=0; j<board[0].size(); ++j) { //从i,j这个坐标开始查找 if(dfs(board, word, i, j, 0)) return true; } } return false; }

这里关键代码是dfs这个函数,因为每一个点我们都可以往他的4个方向查找,所以我们可以把它想象为一棵4叉树,就是每个节点有4个子节点,而树的遍历我们最容易想到的就是递归。

对于一轮深度搜索过程中,为了避免重复我们需要将搜索过的字符置为 0。

class Solution { public: bool exist(vector<vector<char>>& board, string word) { if(word.empty()) return false; for(int i=0; i<board.size(); ++i) { for(int j=0; j<board[0].size(); ++j) { // 使用回溯法解题 if(dfs(board, word, i, j, 0)) return true; } } return false; } bool dfs(vector<vector<char>>& board, string& word, int i, int j, int w) //w表示word的第几个字符 { //边界的判断,如果越界直接返回false。index表示的是查找到字符串word的第几个字符, //如果这个字符不等于board[i][j],说明验证这个坐标路径是走不通的,直接返回false if(i<0 || i>=board.size() || j<0 || j>=board[0].size() || board[i][j]!=word[w]) return false; //如果word的每个字符都查完了,返回true if(w == word.length() - 1) return true; //为了防止分支污染,把board数组复制一份 char temp = board[i][j]; // 将当前元素标记为'\0',即一个不可能出现在word里的元素,表明当前元素不可再参与比较 board[i][j] = '\0'; //当前元素的上下左右,如果有匹配到的,返回true if(dfs(board,word,i-1,j,w+1)|| dfs(board,word,i+1,j,w+1) || dfs(board,word,i,j-1,w+1) || dfs(board,word,i,j+1,w+1)){ return true; } board[i][j] = temp; // 将当前元素恢复回其本身值,当前分支上的修改不会污染到其他分支 return false; } };

 

 

 

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