算法题:矩阵的最长递增路径

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题目

给定一个整数矩阵,找出最长递增路径的长度。

对于每个单元格,你可以往上,下,左,右四个方向移动。 你不能在对角线方向上移动或移动到边界外(即不允许环绕)。

示例 1:
输入: nums = 
[
   [9,9,4],
   [6,6,8],
   [2,1,1]
] 
输出: 4  
解释: 最长递增路径为 
[1, 2, 6, 9]

示例 2:
输入: nums = 
[
   [3,4,5],
   [3,2,6],
   [2,2,1]
] 
输出: 4 
解释: 最长递增路径是 
[3, 4, 5, 6]

注意不允许在对角线方向上移动。

思路

问题很直观的可以想到使用 dfs 对每个点的递增路径进行计算。
但是通过对问题的分析,可以发现,在矩阵中不同点作为起点的时候,后续的点总会再计算一遍由此点开始的最长递增路径。
所以就可以想到 dp 即动态规划的核心—解决重复计算的思想。
结合动态规划解决问题的核心思想----保存已经计算结束的点,在dfs中可以用判断遍历的数组,即 visited 保存计算的路径。

具体实现

#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

// 动态规划:
// 思路: 我们要计算从矩阵中所有节点开始的最长递增路径
// 首先采用dfs的思路去不断的遍历,但是利用动态规划的核心---不重复计算,使用dfs重复计算主要在起始点不同时就会
// 重复计算一些点的递增路径,所以引入动态规划的核心处理---记录已经处理过的点,也就是在dfs的记录遍历的数组中存储从
// 这一点开始的递增路径

class Solution {
public:
	int longestIncreasingPath(vector<vector<int>>& matrix) {
		if (matrix.size() == 0)
		{
			return 0;
		}
		vector<vector<int>> visited(matrix.size(),vector<int>(matrix[0].size(),0));
		/*for (int i = 0; i < matrix.size(); i++)
		{
			vector<int> rows;
			for (int j = 0; j < matrix[i].size(); j++)
			{
				rows.push_back(0);
			}
			visited.push_back(rows);
		}*/
		int result = 1;   // 1号标记
		for (int i = 0; i < matrix.size(); i++)
		{
			for (int j = 0; j < matrix[i].size(); j++)
			{
				result = max(result, dfscore(matrix, visited, i, j));
			}
		}
		return result;
	}
	int go[4][2] = { { 0,-1 },{ -1,0 },{ 0,1 },{ 1,0 } };
	inline int max(int a, int b)
	{
		return a > b ? a : b;
	}
	int dfscore(vector<vector<int>> matrix, vector<vector<int>>& visited, int i, int j)
	{
		// 判断是否遍历过
		if (visited[i][j] > 0)
		{
			return visited[i][j];
		}
		else
		{
			// 进行上下左右的递归计算
			int result = 1;   // 2 号标记
			for (auto g : go)
			{
				// 下一个点
				int nextI = i + g[0];
				int nextJ = j + g[1];
				// 如果下标不越界
				int nextVal;
				if (nextI >= 0 && nextI < matrix.size() && nextJ >= 0 && nextJ < matrix[nextI].size() && matrix[nextI][nextJ] > matrix[i][j])
				{
					int len = 1 + dfscore(matrix, visited, nextI, nextJ);
					// 四个方向最长的路径
					result = max(len, result);
				}
			}
			visited[i][j] = result;
			return result;
		}

	}
};

最后注意:在dfs中,当某个节点没有计算时,到此节点路径最小也是1
在每个点都作为起始点时,最后的路径也是从 1 开始,即代码中的 1 号标记和 2 号标记

参考链接https://blog.csdn.net/xuxuxuqian1/article/details/80753863

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