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[数据结构与算法]剑指 Offer 12. 矩阵中的路径


一、题目

给定一个 m x n 二维字符网格 board 和一个字符串单词 word 。如果 word 存在于网格中,返回 true ;否则,返回 false 。

单词必须按照字母顺序,通过相邻的单元格内的字母构成,其中“相邻”单元格是那些水平相邻或垂直相邻的单元格。同一个单元格内的字母不允许被重复使用。
例如,在下面的 3×4 的矩阵中包含单词 “ABCCED”(单词中的字母已标出)。
在这里插入图片描述

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/ju-zhen-zhong-de-lu-jing-lcof
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

二、回溯法

2.1 回溯法模板

  '''
        void backtracking(参数) {
            if (终止条件) {
                存放结果;
                return;
            }

            for (选择:本层集合中元素(树中节点孩子的数量就是集合的大小)) {
                处理节点;
                backtracking(路径,选择列表); // 递归
                回溯,撤销处理结果
            }
        }
        '''

引用自 公众号:代码随想录 https://mp.weixin.qq.com/s/ko0zLJplF7n_4TysnPOa_w

2.2 思路

(1)中止条件

  1. 因为每个单元格 都可以向其前后左右四个方向前进,也就是从 b o a r d [ i ] [ j ] board[i][j] board[i][j] 可以走到 b o a r d [ i + 1 ] [ j ] board[i+1][j] board[i+1][j] b o a r d [ i ? 1 ] [ j ] board[i-1][j] board[i?1][j] b o a r d [ i ] [ j + 1 ] board[i][j+1] board[i][j+1] b o a r d [ i ] [ j ? 1 ] board[i][j-1] board[i][j?1],需要考虑越界情况。
  2. 如果当前的 b o a r d [ i ] [ j ] board[i][j] board[i][j] 和它需要匹配的 w o r d [ k ] word[k] word[k] 不相等时,需要返回 False。
  3. 如果当前的word已经被全部匹配成功,也就是当前下标 k = = l e n ( w o r d ) ? 1 k==len(word)-1 k==len(word)?1
    时,说明已将找到该word,返回 True。

(2)同一个单元格内的字母在同一次回溯中不允许被重复使用。

  • 不能在一次回溯中从 b o a r d [ 1 ] [ 0 ] board[1][0] board[1][0] —> b o a r d [ 1 ] [ 1 ] board[1][1] board[1][1] —> b o a r d [ 1 ] [ 0 ] board[1][0] board[1][0]
  • 使用栈来理解:
    栈中存放着当前已经和word[0]~word[k-1]的元素,下一个需要匹配的元素入栈,判断是否和word[k]匹配,如果匹配,继续遍历该元素的前后左右(必定有一个是自己,不能匹配,需要剪枝),知道返回True或者返回False。
    如果返回False,当前栈顶元素出栈,下一个栈顶元素的其他方向元素入栈,进行判断。
  • 因为不能重复处理,所以需要在当前元素入栈之后,将其置为空(处理结点),在出栈的时候重新赋原来的值,也就是当前 w o r d [ k ] word[k] word[k](回溯,撤销处理结果).

(3) 每一个单元格都可能是与word相匹配的首个单元格,所以需要在外面对其双层遍历,使每一个单元格,都与 w o r d [ 0 ] word[0] word[0]开始匹配,进而找到整个word。

2.3 具体代码

class Solution:
    def exist(self, board: List[List[str]], word: str) -> bool:
       #回溯法 ---- 在集合中递归查找子集

      
        #i为行坐标,j为列坐标,k为 word 的元素下标
        def backtracking(i,j,k):
            #越界
            if i<0 or i>=len(board) or j<0 or j>=len(board[0]):
                return False
            #如果值不相等
            if board[i][j]!=word[k]:
                return False
            
            #如果已将 word 匹配完成
            if k==len(word)-1:
                return True
            #栈中存放当前与word匹配的字符
            #未避免重复使用元素,已经入过栈的元素,将其赋值为空字符串
            board[i][j]=''
            #如果当前下标元素匹配成功,向前后左右四个方向继续匹配
            res=backtracking(i-1,j,k+1) or backtracking(i+1,j,k+1) or backtracking(i,j+1,k+1) or backtracking(i,j-1,k+1)
            #回溯,撤销结果
            board[i][j]=word[k]
            return res

        for i in range(len(board)):
            for j in range(len(board[0])):
                #每一个点都可能是与word相匹配的首个单元格
                if backtracking(i,j,0):
                    return True
        return False

引用自leetcode题解
https://leetcode-cn.com/problems/ju-zhen-zhong-de-lu-jing-lcof/solution/mian-shi-ti-12-ju-zhen-zhong-de-lu-jing-shen-du-yo/

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加:2021-07-24 11:44:57  更:2021-07-24 11:47:22 
 
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