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刷题笔记——矩阵(C)

时间:2023-10-29 11:05:26浏览次数:39  
标签:return int 矩阵 笔记 heights ++ board 橘子 刷题

85. 最大矩形 - 力扣(LeetCode)

给定一个仅包含 0 和 1 、大小为 rows x cols 的二维二进制矩阵,找出只包含 1 的最大矩形,并返回其面积。

刷题笔记——矩阵(C)_学习笔记

解题思路

依次遍历矩阵的每一行,计算每列落在的该行的”1“的个数,那么,本题就转换成了”柱状图的最大面积“。

刷题笔记——矩阵(C)_数据结构与算法_02

代码实现

int largestRectangleArea(int* heights, int heightsSize){
    int ans[heightsSize+2];
    ans[0] = 0;
    ans[heightsSize+1] = 0;
    for(int i = 0; i < heightsSize; i++){
        ans[i+1] = heights[i];
    } 
    int stack[heightsSize+2];
    int top = -1;
    stack[++top] = 0;
    int max = 0;
    for(int i = 1; i < heightsSize+2; i++){
        while(ans[i] < ans[stack[top]]){
            max = fmax(max,(i-stack[top-1]-1)*ans[stack[top]]);
            --top;
        }
        stack[++top] = i;
    }
    return max;
}
int maximalRectangle(char** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize) {
    if (matrixSize == 0 || *matrixColSize == 0) {
        return 0;
    }
    
    int maxArea = 0; // 记录最大矩形面积
    int heights[*matrixColSize]; // 用于记录每列的高度
    memset(heights, 0, sizeof(heights)); // 将 heights 数组初始化为0
    
    for (int i = 0; i < matrixSize; i++) { // 遍历矩阵的每一行
        for (int j = 0; j < *matrixColSize; j++) { // 遍历矩阵的每一列
            if (matrix[i][j] == '1') { // 如果当前位置是矩形的一部分
                heights[j] += 1; // 将该列的高度加1
            } else {
                heights[j] = 0; // 如果当前位置没有矩形,则将该列的高度重置为0
            }
        }
        maxArea = fmax(maxArea, largestRectangleArea(heights, *matrixColSize)); // 计算当前行对应的直方图的最大矩形面积,并更新最大面积值
    }  
    return maxArea; // 返回最大矩形面积
}

994. 腐烂的橘子 - 力扣(LeetCode)

在给定的 m x n 网格 grid 中,每个单元格可以有以下三个值之一:

  • 值 0 代表空单元格;
  • 值 1 代表新鲜橘子;
  • 值 2 代表腐烂的橘子。

每分钟,腐烂的橘子 周围 4 个方向上相邻 的新鲜橘子都会腐烂。返回 直到单元格中没有新鲜橘子为止所必须经过的最小分钟数。如果不可能,返回 -1 

刷题笔记——矩阵(C)_学习笔记_03

解题思路

BFS+队列

1° 定义一个辅助队列,存储烂橘子的横纵坐标,以及腐烂传播的时间time

2° 遍历矩阵,将首批坏橘子入队,并初始化腐烂传播时间为0

3° 从队首开始传染,头指针head++,腐烂传播时间+1,被传染的新鲜橘子入队,尾指针tail++,并更新入队橘子的腐烂传播时间为当前橘子+1。再进行下一轮感染,直到头尾指针相遇,即最后一轮传染结束。

4° 再次遍历矩阵,若仍存在新鲜橘子,则返回-1,否则直接返回time

代码实现

typedef struct{
    int x,y,time;
}Queue;

int orangesRotting(int** grid, int gridSize, int* gridColSize){
    int dx[4] = {-1,1,0,0};
    int dy[4] = {0,0,-1,1};
    // 初始化当前坐标,移动后坐标,当前分钟数
    int x, y, xx, yy, time = 0;	
    // 初始化队列的头尾指针
    int front, rear = 0;

    Queue *q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue)*gridSize*gridColSize[0]);
    // 首轮烂橘子入队,且感染时间为0
    for(int i=0;i<gridSize;i++){	
        for(int j=0;j<gridColSize[0];j++){
            if(grid[i][j]==2){
                q[rear].x = i;
                q[rear].y = j;
                q[rear++].time = 0;
            }
        }
    }
    // 队列有烂橘子
    while(front!=rear){		
        x = q[front].x;
        y = q[front].y;
        // 从队首烂橘子开始且队首出队
        time = q[front++].time;	
        // 向4个方向腐蚀
        for(int i=0;i<4;i++){	
            xx = x + dx[i];
            yy = y + dy[i];	
        // 下标越界或移动后不是新鲜橘子跳出此次循环    	
            if(xx<0 || xx>=gridSize || yy<0 || yy>=gridColSize[0] || grid[xx][yy]!=1)   
                continue;
        // 筛选后,新鲜橘子被腐蚀,将其入队
            grid[xx][yy] = 2;
            q[rear].x = xx;
            q[rear].y = yy;
        // 注意感染时间+1 
            q[rear++].time = time + 1;
        }
    }
    // 判断网格中是否还有新鲜橘子
    for(int i=0;i<gridSize;i++){	
        for(int j=0;j<gridColSize[0];j++){
            if(grid[i][j]==1)
                return -1;
        }
    }
    return time;
}

37. 解数独 - 力扣(LeetCode)

编写一个程序,通过填充空格来解决数独问题。

数独的解法需 遵循如下规则

  1. 数字 1-9 在每一行只能出现一次。
  2. 数字 1-9 在每一列只能出现一次。
  3. 数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。(请参考示例图)

数独部分空格内已填入了数字,空白格用 '.' 表示。 

              刷题笔记——矩阵(C)_数据结构与算法_04

                          刷题笔记——矩阵(C)_学习笔记_05

解题思路

多重递归+回溯

1° 首先构造判断函数isValid,判断当前填充的数字是否满足题干中的三个条件,如不满足则返回false,否则为true

2° 构造回溯函数,依次遍历矩阵并对空白格 "." ,对其进行填充k(1-9),更新board[i][j] == k,如满足函数isValid,则进入下一层循环,否则将当前格子复原成空白格,若填充完,则返回true,否则为无解。若遍历完棋盘后,没有return false,说明也满足数独条件,直接 return true

代码实现

bool isValid(char**board, int row, int col, int k){
    // 判断当前行是否有重复元素
    for(int i = 0; i < 9; i++){
        if(board[i][col]==k){
            return false;
        }
    }
    // 判断当前列是否有重复元素
    for(int j = 0; j < 9; j++){
        if(board[row][j]==k){
            return false;
        }
    }
    // 计算当前九宫格左上角的位置
    int startRow = (row/3)*3;
    int startCol = (col/3)*3;
    
    // 判断当前元素所在的九宫格是否有重复元素
    for(int i = startRow; i < startRow+3; i++){
        for(int j = startCol; j < startCol+3; j++){
            if(board[i][j]==k){
                return false;
            }
        }
    }
    // 满足以上三个条件则是有效的
    return true;
}

bool backtracking(char** board,int boardSize,int* boardColSize){
    for(int i = 0; i < boardSize; i++){
        for(int j = 0; j < boardColSize[0]; j++){
            // 遇到数字就跳过
            if(board[i][j]!='.'){
                continue;
            }
            // 依次将1-9填入当前位置
            for(int k = '1'; k <= '9'; k++){
                // 判断当前位置是否满足条件,是则进入下一层
                if(isValid(board, i, j, k)){
                    board[i][j] = k;
                    // 判断下一层递归之后是否找到一种解法,直至填充完所有
                    if(backtracking(board, boardSize, boardColSize)){
                        return true;
                    }
                    // 一旦不满足数独条件,则回溯至上一层,将当前位置清零
                    board[i][j] = '.';
                }
            }
            // 填入的9个数都不满足,说明此解法无效
            return false;
        }
    }
    // 遍历完了棋盘,没有返回false,说明找到了解法
    return true;
}

void solveSudoku(char** board, int boardSize, int* boardColSize){
    backtracking(board, boardSize, boardColSize);
}


标签:return,int,矩阵,笔记,heights,++,board,橘子,刷题
From: https://blog.51cto.com/goku0623/8077189

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