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leetcode 2851 ~ 2900
寻宝

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题目描述

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代码结果

运行时间: 1592 ms, 内存: 46.6 MB


解释

方法:

本题解采用了广度优先搜索(BFS)、动态规划以及状态压缩的策略。首先,通过广度优先搜索确定地图中起点、石头堆、机关和终点的位置。其次,使用 BFS 确定石头堆到每个点的最短路径,并据此建立起点和所有机关点的距离矩阵。然后,使用状态压缩的动态规划策略,记录在达到所有机关的各种状态下,到达每个机关的最小步数。最后,通过另一次 BFS 计算从终点到其他所有点的最短距离,并结合动态规划的结果确定能否拿到宝藏,并计算最小步数。

时间复杂度:

O(O*M*N + 2^M * M^2 + M)

空间复杂度:

O(M*N + M*2^M)

代码细节讲解

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为什么在构建机关点列表时需要将起点加入到机关列表中?这样的操作有什么特别的意义吗?
将起点加入到机关列表中是为了便于处理和简化算法的编程实现。在计算从起点到其他机关的最短路径时,如果起点本身就被视为一个机关的话,可以使用统一的方法来处理所有的点到点的路径计算,这样就不需要单独为起点编写特殊的代码。此外,这也方便了后面状态压缩动态规划的实现,因为起点在动态规划中作为初始状态,需要有一个明确的位置在状态数组中。
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在使用BFS构建距离矩阵时,为什么要通过每个石堆计算并更新距离,直接从机关到机关计算不行吗?
直接从机关到机关计算最短路径可能会遇到障碍物的问题,而通过石堆计算并更新距离可以有效地绕开这些障碍。石堆通常位于可以通过的关键路径上,利用石堆作为中转点,可以优化从一个机关到另一个机关的路径计算。这种方法可以在多个机关间找到较短的通道,尤其是在复杂的迷宫中,直接的机关到机关的路径可能并不是最优的。
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动态规划中的状态压缩是如何定义的?每个位代表什么意义?
在这个问题的动态规划解法中,状态压缩是通过一个整数的二进制表示来实现的。每个二进制位代表一个机关点是否已经被触发或到达。例如,如果有三个机关点,那么一个如'010'的二进制数表示中间的机关点已被触发或到达,而其他两个尚未处理。这样的状态压缩可以有效地表示所有机关的触发状态,使得状态转移可以通过位操作简洁地进行,极大地减少了状态的存储量和处理时间。

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