在矩阵中查找机器人未进行给定运动的单元格

在一个机器人的运动范围内，有一个 m*n 的矩阵，每个单元格可以是障碍物或空地。现在有一台机器人位于左上角的单元格，从这个起点开始出发，每次可以向上、下、左或右移动一格，但不能进入障碍物。

现在给定一个序列，表示机器人行进的一些路径。例如序列 ["right", "down", "right", "down"] 表示机器人先向右移动一格，再向下移动一格，再向右移动一格，最后向下移动一格。

请设计一个函数 find_unvisited_cells(matrix, moves)，该函数可以接收一个矩阵 matrix 和路径 moves，返回一个列表，元素为矩阵中未被机器人访问的单元格的位置。

输入格式：

• matrix: 二维数组，表示一个 m*n 的矩阵。matrix[i][j] = 0 表示该单元格是空地，matrix[i][j] = 1 表示该单元格是障碍物。
• moves: 列表，表示机器人的行进路径。moves[i] 是字符串，取值范围为 ["up", "down", "left", "right"]。

输出格式：

• 返回一个列表，每个元素是一个二元组，表示一个未被机器人访问的单元格位置。

例如：

matrix = [[0, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 0]]
moves = ["right", "down", "right", "down"]
result = find_unvisited_cells(matrix, moves)
print(result)

输出：

[(0, 1), (1, 1), (2, 1), (3, 1)]

在上面的例子中，机器人的行进路径依次经过了 (0, 0)，(0, 1)，(1, 1)，(2, 1)，(3, 1)，(3, 2)，(3, 3)，所以未被访问的单元格位置为 [(0, 1), (1, 1), (2, 1), (3, 1)]。

解法

我们可以用一个二维数组 visited 记录每个单元格是否已被访问。初始时，visited 的所有元素都设为 False。然后我们按照给定的路径，依次访问每个单元格，并在 visited 数组中将该单元格设为 True。

最终，我们遍历整个矩阵，将 visited 中所有值为 False 的单元格记录下来即可。

def find_unvisited_cells(matrix, moves):
    m, n = len(matrix), len(matrix[0])
    visited = [[False] * n for _ in range(m)]
    x, y = 0, 0
    visited[x][y] = True
    for move in moves:
        if move == "up":
            if x > 0 and not visited[x-1][y] and matrix[x-1][y] == 0:
                x -= 1
                visited[x][y] = True
        elif move == "down":
            if x < m - 1 and not visited[x+1][y] and matrix[x+1][y] == 0:
                x += 1
                visited[x][y] = True
        elif move == "left":
            if y > 0 and not visited[x][y-1] and matrix[x][y-1] == 0:
                y -= 1
                visited[x][y] = True
        elif move == "right":
            if y < n - 1 and not visited[x][y+1] and matrix[x][y+1] == 0:
                y += 1
                visited[x][y] = True
    result = []
    for i in range(m):
        for j in range(n):
            if not visited[i][j]:
                result.append((i, j))
    return result

注意，在移动机器人时，我们需要判断机器人当前位置是否超出矩阵边界，是否已被访问过，以及是否是障碍物。如果任何一个条件不成立，则不能进行该方向的移动。同时，我们需要实时更新机器人的坐标，并将该单元格设为已访问。在最终遍历矩阵时，我们只需要检查 visited 中值为 False 的元素即可。

总结

本题是一道典型的模拟题，考察了编程基本功的各个方面，如数组的索引、条件判断、迭代等。需要细心且耐心地编写代码，注意处理各种边界情况。同时，本题的解法也展示了二维数组的使用技巧，以及在解决现实问题时如何将问题抽象为计算机语言所能处理的形式。