leetcode 每日一题 874. 模拟行走机器人 c++模拟解法

题目

机器人在一个无限大小的 XY 网格平面上行走,从点 (0, 0) 处开始出发,面向北方。该机器人可以接收以下三种类型的命令 commands :

-2 :向左转 90 度
-1 :向右转 90 度
1 <= x <= 9 :向前移动 x 个单位长度
在网格上有一些格子被视为障碍物 obstacles 。第 i 个障碍物位于网格点  obstacles[i] = (xi, yi) 。

机器人无法走到障碍物上,它将会停留在障碍物的前一个网格方块上,但仍然可以继续尝试进行该路线的其余部分。

返回从原点到机器人所有经过的路径点(坐标为整数)的最大欧式距离的平方。(即,如果距离为 5 ,则返回 25 )

 
注意:

北表示 +Y 方向。
东表示 +X 方向。
南表示 -Y 方向。
西表示 -X 方向。
 

示例 1:

输入:commands = [4,-1,3], obstacles = []
输出:25
解释:
机器人开始位于 (0, 0):
1. 向北移动 4 个单位,到达 (0, 4)
2. 右转
3. 向东移动 3 个单位,到达 (3, 4)
距离原点最远的是 (3, 4) ,距离为 32 + 42 = 25

示例 2:

输入:commands = [4,-1,4,-2,4], obstacles = [[2,4]]
输出:65
解释:机器人开始位于 (0, 0):
1. 向北移动 4 个单位,到达 (0, 4)
2. 右转
3. 向东移动 1 个单位,然后被位于 (2, 4) 的障碍物阻挡,机器人停在 (1, 4)
4. 左转
5. 向北走 4 个单位,到达 (1, 8)
距离原点最远的是 (1, 8) ,距离为 12 + 82 = 65
 

提示:

1 <= commands.length <= 104
commands[i] is one of the values in the list [-2,-1,1,2,3,4,5,6,7,8,9].
0 <= obstacles.length <= 104
-3 * 104 <= xi, yi <= 3 * 104
答案保证小于 231

简单来说就是机器人在一个矩阵上移动 我们要找到一个离原点的一个最大欧式距离的平方

思路:模拟机器人每一步在二维矩阵上的移动

class Solution {
public:
    int robotSim(vector<int>& commands, vector<vector<int>>& obstacles) {
    vector<vector<int>> dxy={
   
   {0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}}; //先定义机器人移动的四个方向 
    int x=0,y=0,ans=0,di=0;            //初始化x,y当前节点的位置为0 ,0 ,ans欧式平法和 di为方向 
    set <pair<int,int>> obSet; //创建一个set集合方便后面的查询障碍物位置
    for(const auto &ob:obstacles)
    {
        obSet.insert(make_pair(ob[0],ob[1]));        //进行遍历 将所有的障碍物添加进集合中
    }
    for(const auto&cmd :commands)  //进行遍历数组 然后移动 
    {
        if(cmd==-1)                 //如果是-1表示向方向右转90度对应的就是1 0
        {
            di=(di+1)%4;
        }
        else if(cmd==-2)             //左转对应-1 0  注意di初始初始值为0 方向对应北方 就是0,1位置
        {
            di=(di+3)%4;
        }
        else{
            for(int k=0;k<cmd;k++)  //表示移动1到9  进行一格格移动  
            {
                int nx=x+dxy[di][0];    //表示当前x位置不变
                int ny=y+dxy[di][1];    //表示y的位置加一
                                                        
                if(obSet.find(make_pair(nx,ny))==obSet.end())//判断新的节点是否有障碍物
                {
                    x=nx;                                    //没有的话就就更新当前节点x y
                    y=ny;
                    ans=max(ans,x*x+y*y);        //更新最大的值
                }
                else{break;}                    //如果有障碍就退出当前循环
            }
        }
    }
    return ans;  
    }
};

本题中除了理解上的问题 。

还有涉及到的知识点有:

1. set<pair<int ,int>> 是哈希表的表现形式,存储了所有的障碍物的x y 坐标。方便后面的插入删除查找等相关的操作

2. obSet.insert(make_pair(ob[0], ob[1]))  insert()是一个标准库容器set的成员函数,用在set中插入新的元素 是把障碍物的坐标插入进去。 至于make_pair是将x y 作为一对插入进去。向ob[0] ob[1]分别表示x y 坐标。

那么有人说了那不写make_pair不也一样么 直接将元素插进去不行吗。注意我们用的是哈希表的操作,不是定义的容器   。

在C++中不能直接将两个变量插入到set或者其他容器中,需要将它们封装成一个单一对象,比如一个pair或者一个struct。所以在这种情况下,你需要使用std::make_pair(ob[0], ob[1])将两个坐标值封装成一个对(pair)。

如果你尝试直接将两个变量插入到set,比如:obSet.insert(ob[0], ob[1]),这在C++中是不能编译通过的,会因为参数个数不匹配而报错,因为insert()函数只能接受一个参数。

所以,要存储两个相关联的值(在这里为x坐标和y坐标),一个常见的做法是使用pair。然后你可以使用make_pair()函数来创建一个pair实例并插入到set中。这就是为什么我们需要使用make_pair()的原因。

如果还是不明白 这里是我写的这一个文章是关于c中学习的数组到c++中学的容器的区别数组与容器

3  obSet.find(make_pair(nx,ny))==obSet.end() 这个代码是检查位置nx ny 如果有这个位置,就是这个位置在范围内 那么find就返回一个指向这个项目迭代器 不存在的话就返回end()函数的值,就是返回这个函数的末尾。

在贴一个官方的解法

class Solution{
public:
    //定义解决方案函数
    int robotSim(vector<int>& commands, vector<vector<int>>& obstacles){
        //定义了机器人可以走的四个方向
        //从y轴的负方向(上)开始,然后按照逆时针顺序,分别为上、右、下、左
        int dirs[4][2]={
   
   {-1,0},{0,1},{1,0},{0,-1}};

        //这三行定义了机器人的初始位置(px, py)以及初始的面向方向d(起始为1,表示向右)
        int px = 0, py = 0, d = 1;

        //用哈希表记录所有障碍物的坐标,注意这里通过一个映射将每个二维坐标映射到一个整数,方便哈希表存储
        unordered_set<int> mp;
        for(auto& obstacle : obstacles) {
            mp.emplace(obstacle[0]*60001 + obstacle[1]);
        }

        //res用于记录机器人从初始位置到达的最大欧氏距离
        int res = 0;

        //按照命令列表模拟机器人的移动
        for(int c : commands){
            //如果收到的命令c是-2或者-1, 表示转向
            if(c < 0){
                //如果命令是-1,右转,如果命令是-2,左转
                //由于四个方向循环,所以使用取余运算确定确切的方向
                d += (c == -1) ? 1 : -1;
                d %= 4;
                if(d < 0){
                    d += 4;
                }
            } 
            //如果命令是一个正数,那么就表示前进 
            else {
                for(int i = 0; i < c; i++){  //c步
                    //在前进前检查前方是否是障碍物,如果是就停止前进
                    if(mp.count((px + dirs[d][0]) * 60001 + py + dirs[d][1])){
                        break;
                    } 
                    //否则更新位置坐标
                    px += dirs[d][0];
                    py += dirs[d][1];
                    //每走一步都检查是否更新了最大欧氏距离
                    res = max(res, px*px + py*py);
                }
            }
        }
        //返回最大欧氏距离
        return res;
    }
};

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