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📜  从 (0, 0) 开始访问 Matrix 的每个单元格后的最终方向(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:36:12.779000             🧑  作者: Mango

从 (0, 0) 开始访问 Matrix 的每个单元格后的最终方向

要求从 $(0,0)$ 点开始遍历矩阵 $M$ 中的每个点,每个点只能朝上、下、左、右四个方向走,不能走重复的点,问最后停留在哪一个点,朝哪个方向。

考虑使用 DFS 深度优先搜索来解决此问题。每一个节点加入路径中之前,我们需要判断它是否已经被遍历过了,并且朝哪个方向走是第一次遍历该节点的方向。

由于此题只需要返回最终坐标以及最终方向,因此我们可以在遍历的过程中不考虑具体的路径。具体思路如下:

首先,我们定义四个方向的位移数组,分别为:$\text{dx}=[-1,1,0,0]$ 和 $\text{dy}=[0,0,-1,1]$,表示上下左右四个方向;同时,我们维护一个数组 $\text{visited}$,表示每个坐标是否被访问过,初始时 $\text{visited[0][0] = True}$。

然后,我们从 $(0,0)$ 开始进行 DFS。遍历到每个坐标 $(i,j)$ 的时候,我们依次尝试向四个方向移动。对于每个方向,我们都先计算出新坐标 $(new_i,new_j)$,然后判断:

  • 如果新坐标越界,则跳过该方向;
  • 如果新坐标已经被访问过了,说明在之前的搜索路径中已经访问过该点,同样跳过该方向;
  • 否则,将新坐标标记为已经访问,并递归搜索下一个节点。

当所有方向都验证完之后,该节点搜索完成。

最后返回最终坐标和最终方向即可。

Python 代码实现如下:

def get_direction(M):
    dx, dy = [-1, 1, 0, 0], [0, 0, -1, 1]
    n, m = len(M), len(M[0])
    visited = [[False] * m for _ in range(n)]
    visited[0][0] = True

    def dfs(i, j):
        for k in range(4):
            new_i, new_j = i + dx[k], j + dy[k]
            if new_i < 0 or new_i >= n or new_j < 0 or new_j >= m:
                continue
            if visited[new_i][new_j]:
                continue
            visited[new_i][new_j] = True
            direction = None
            if dx[k] == 1:
                direction = 'down'
            elif dx[k] == -1:
                direction = 'up'
            elif dy[k] == 1:
                direction = 'right'
            elif dy[k] == -1:
                direction = 'left'
            return dfs(new_i, new_j), direction

    return dfs(0, 0)

其中,参数 $M$ 是一个二维的矩阵,返回值是一个元组,第一个值表示最终坐标,第二个值表示最终方向(可能是 'up'、'down'、'left'、'right' 中的一个)。