java - 检查矩阵内的总和并递归地将路径保留在第二个数组上

标签 java recursion backtracking

这个问题是我期末 Java 测试中的问题:

给定正数矩阵(未排序)m ,一个整数 sum另一个矩阵p充满0遍。 递归检查 m 内是否有路径它的总和将等于 sum .

规则:

您只能在数组中向下、向上、向左或向右移动。

找到路径后,矩阵 p将填充1's走在正确的道路上。

只有1条路径

p 上的所有其他单元格应该是0该方法完成后。

如果没有路径到达此金额,您将离开 p当你得到他时。

示例:

        int[][] p = {{0,0,0,0},
                     {0,0,0,0},
                     {0,0,0,0},
                     {0,0,0,0}};

一开始。

矩阵是:

        int [][] hill = {{3,8,7,1},
                         {5,15,2,4},
                         {12,14,-13,22},
                         {13,16,17,52}};

如果您在 sum = 23 上调用该方法该方法将返回 true 和 p将是:

        int[][] p = {{1,0,0,0},
                     {1,1,0,0},
                     {0,0,0,0},
                     {0,0,0,0}};

方法必须是递归的

这个问题让考试变得很糟糕......

希望你能弄清楚并帮助我理解它!谢谢

我的进展:

    public static boolean findSum(int[][] mat , int sum , int[][]path){
    return findSum(mat,sum,path,0,0);
}

private static boolean findSum(int[][] m, int sum, int[][] p, int i, int j) {
    if (i>=m.length || j>= m[i].length) return false;


    boolean op1 = finder(m,sum-m[i][j],p,i,j);
    boolean op2 = findSum(m,sum,p,i+1,j);
    boolean op3 = findSum(m,sum,p,i,j+1);

    if (op1) return true;
    else if (op2) return true;
    return op3;
}

private static boolean finder(int[][] m, int sum,int[][]p , int i, int j) {

    if (sum==0) {
        p[i][j]=1;
        return true;
    }
    p[i][j]=1;
    boolean op1=false,op2=false,op3=false,op4=false;
    if (i>0 && p[i-1][j]==0 && sum-m[i][j]>=0) op1 = finder(m, sum - m[i][j], p, i - 1, j);
    if (i<m.length-1 && p[i+1][j]==0&& sum-m[i][j]>=0) op2 = finder(m, sum - m[i][j], p, i + 1, j);
    if (j>0 && p[i][j-1]==0&& sum-m[i][j]>=0) op3 = finder(m, sum - m[i][j], p, i, j - 1);
    if (j<m[i].length-1 && p[i][j+1]==0&& sum-m[i][j]>=0) op4 = finder(m, sum - m[i][j], p, i, j + 1);
    else p[i][j]=0;
    return op1||op2||op3||op4;

}

最佳答案

我真的很喜欢解决这个问题。我已经用 python 完成了它,但你可以轻松地将其扩展到 Java。我已对代码进行了注释以便您理解。如果有什么您没有得到或可以改进的地方,请告诉我。

顺便说一句,在您的示例中,一个总和有多个路径,下面的代码可以找到所有路径。

hill = [[3,8,7,1],[5,15,2,4],[12,14,-13,22],[13,16,17,52]]
p = [ [0 for x in range (4)] for y in range(4)]
num = 23

def checkPath(p, r, c): #Check boundaries
    res = []
    if r+1<len(p):
        res.append(p[r+1][c] == 0)
    if r-1>=0:
        res.append(p[r-1][c] == 0)
    if c+1<len(p[0]):
        res.append(p[r][c+1] == 0)
    if c-1>=0:
        res.append(p[r][c-1] == 0)
    return res


def pathF(tot, hill, p, r, c):
    p[r][c] = 1 #mark visited
    tot = tot + hill[r][c]    #update total

    if tot == num: #solution found
        print("Found", p)
    else:
        if any (checkPath(p,r,c)):
            if r+1<len(p) and p[r+1][c] == 0: #move right checking if it wasnt visited
                  pathF(tot,hill,p,r+1,c)
            if r-1>=0 and p[r-1][c] == 0:
                pathF(tot,hill,p,r-1,c)
            if c+1<len(p[0]) and p[r][c+1] == 0:
                pathF(tot,hill,p,r,c+1)
            if c-1>=0 and p[r][c-1] == 0:
                pathF(tot,hill,p,r,c-1)
    p[r][c]=0 #mark unvisited
    tot = tot - hill[r][c]     #set total to original       


for x in range(len(hill)): #iterate over every starting point possible
    for y in range(len(hill[0])):
        pathF(0,hill,p,x,y)

这是 num = 23 的输出

Found [[1, 0, 0, 0], [1, 0, 1, 0], [1, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[1, 0, 0, 0], [1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[1, 1, 1, 1], [0, 0, 0, 1], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 1, 0, 0], [0, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 1, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[1, 1, 1, 0], [1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 1], [0, 1, 1, 1], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 1], [0, 1, 1, 1], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 0], [1, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[1, 1, 1, 0], [1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 0], [1, 1, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 0], [1, 1, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 1], [0, 1, 1, 1], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 1, 0, 0], [0, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[1, 0, 0, 0], [1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 0], [1, 1, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[1, 0, 0, 0], [1, 0, 1, 0], [1, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[1, 1, 1, 1], [0, 0, 0, 1], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 0], [0, 1, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 0], [1, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 1, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 0], [1, 1, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 1], [0, 1, 1, 1], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 1], [0, 0, 0, 0]]
Found [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 0], [0, 1, 0, 0]]

关于java - 检查矩阵内的总和并递归地将路径保留在第二个数组上,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/51032518/

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