LeetCode:407. Trapping Rain Water II - Python

问题描述:

407. 接雨水 II

给定一个m x n的矩阵,其中的值均为正整数,代表二维高度图每个单元的高度,请计算图中形状最多能接多少体积的雨水。
说明 : mn 都是小于110的整数。每一个单位的高度都大于0 且小于 20000。
示例:给出如下3x6 的高度图:

[ [1,4,3,1,3,2],
  [3,2,1,3,2,4], 
  [2,3,3,2,3,1] ]   # 返回 4

如上图所示,这是下雨前的高度图[[1,4,3,1,3,2],[3,2,1,3,2,4],[2,3,3,2,3,1]]的状态。

下雨后,雨水将会被存储在这些方块中。总的接雨水量是4。

问题分析:

首先,思考之前的一维那个题目,要想知道其中的一个位置的盛水量,我们只需求出这个位置的左右两边最高的两个柱子中,小的那个柱子的高度,就可以推算出(这个就是木桶原理哈)。现在看看这个题目,要想知道每个位置的盛水量,那么这个位置的盛水量一定和这个位置的四周的盛水量有关,而且里面的位置的盛水量一定和外围的盛水量有关。按照这个思路,可以从边界一层一层向里推导,相当于广度优先搜索,最外层边界先入队,然后出队,每次出队一个位置,就以这个位置为中心,更新这个位置四周的位置盛水量,并判断入队。以此类推直到队列为空,就可以获得每一个位置的盛水高度,加之,之前的位置高度,就可以得出总的盛水量了。如下图,类似于一层一层向里推算,出的队,红色方块,更新四周位置的盛水量(边界不考虑了)。


这里写图片描述 这里写图片描述

Python3实现:

class Solution(object):
    def trapRainWater(self, heightMap):

        m = len(heightMap)
        n = len(heightMap[0]) if m else 0
        peakMap = [[float('inf')] * n for _ in range(m)]
        queue = []

        for x in range(m):  # 把矩形的四边入队
            for y in range(n):
                if x in (0, m - 1) or y in (0, n - 1):
                    peakMap[x][y] = heightMap[x][y]
                    queue.append((x, y))

        while queue:
            x, y = queue.pop(0)  # 出队一个位置,并以这个位置为基础,更新四周的位置。
            for dx, dy in zip((1, 0, -1, 0), (0, 1, 0, -1)):  # 下,右,上,左 四个方向
                nx, ny = x + dx, y + dy
                if nx <= 0 or nx >= m - 1 or ny <= 0 or ny >= n - 1: continue  # 在边界上,和在边界之外,不做操作
                limit = max(peakMap[x][y], heightMap[nx][ny])
                if peakMap[nx][ny] > limit:
                    peakMap[nx][ny] = limit
                    queue.append((nx, ny))
        return sum(peakMap[x][y] - heightMap[x][y] for x in range(m) for y in range(n))


if __name__ == '__main__':
    heightMap = [
        [1, 4, 3, 1, 3, 2],
        [3, 2, 1, 3, 2, 4],
        [2, 3, 3, 2, 3, 1]
    ]
    solu = Solution()
    print(solu.trapRainWater(heightMap))

有问题欢迎指正哦。
声明:文中图片来自LeetCode官方网站,至于为什么有csdn的水印?其实我也不想,但是我去不掉呀,这个是csdn的大 bug。

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