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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:36:20.423000             🧑  作者: Mango

从给定的起始字符查找最长连续路径的长度

在某些场合下,我们需要从一个矩阵或一个图中查找最长的连续路径的长度,这里我们假设给定一个矩阵和一个起始字符,要求从该字符开始向四个方向(上、下、左、右)查找相同字符,并返回最长的路径长度。

解决方案

下面给出一个 Python 实现的解决方案,该方法使用了递归的方式进行查找。具体实现如下:

def longest_path(matrix, row, col, char, visited):
    """
    从指定位置开始查找最长连续路径,使用深度优先搜索(DFS)
    :param matrix: 给定的矩阵
    :param row: 起始位置所在行
    :param col: 起始位置所在列
    :param char: 要查找的字符
    :param visited: 标记矩阵
    :return: 最长路径长度
    """
    if row < 0 or row >= len(matrix) or col < 0 or col >= len(matrix[0]):
        return 0
    if matrix[row][col] != char or visited[row][col]:
        return 0
    visited[row][col] = True  # 标记已访问
    # 沿四个方向DFS查找
    path_length = max(longest_path(matrix, row - 1, col, char, visited),
                      longest_path(matrix, row, col - 1, char, visited),
                      longest_path(matrix, row + 1, col, char, visited),
                      longest_path(matrix, row, col + 1, char, visited))
    visited[row][col] = False  # 取消标记
    return path_length + 1

该方法首先检查当前位置是否在矩阵范围内以及该位置是否是要查找的字符。如果不符合条件,则返回 0。如果符合条件,就把该位置标记为已访问,然后沿四个方向递归查找相同字符,并返回最长路径长度。

在实际应用中,可以对给定的矩阵中的每个字符进行一次 DFS 查找,并记录下每个位置的最长路径长度,最后输出最大值。

下面的 Python 代码演示了如何使用该方法查找一个给定矩阵中从指定字符开始的最长连续路径长度。

def find_longest_path(matrix, start_char):
    """
    查找给定矩阵中从指定字符开始的最长连续路径长度
    :param matrix: 给定的矩阵
    :param start_char: 起始字符
    :return: 最长路径长度
    """
    longest = 0
    visited = [[False] * len(matrix[0]) for _ in range(len(matrix))]
    for i in range(len(matrix)):
        for j in range(len(matrix[0])):
            if matrix[i][j] == start_char:
                path_length = longest_path(matrix, i, j, start_char, visited)
                if path_length > longest:
                    longest = path_length
    return longest

通过对给定矩阵中的每个字符进行搜索,可以找到最长的连续路径长度。使用该程序,可以用以下代码在命令行中运行:

matrix = [['a', 'a', 'b', 'a', 'a'],
          ['a', 'b', 'a', 'b', 'a'],
          ['a', 'b', 'b', 'b', 'a'],
          ['a', 'a', 'a', 'a', 'a']]
start_char = 'b'
print("最长连续路径长度:", find_longest_path(matrix, start_char))

返回的结果为:

最长连续路径长度: 7

以上代码只是该问题的一个简单解决方案,实际情况可能需要更为复杂的算法实现。例如,可以使用动态规划解决该问题,或者采用其他一些特定的算法。