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社区首页 >专栏 >可视化图解算法60:矩阵最长递增路径

可视化图解算法60:矩阵最长递增路径

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用户11589437
发布2025-09-11 16:57:58
发布2025-09-11 16:57:58
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牛客网 面试笔试 TOP101

可视化图解算法60:矩阵最长递增路径

1. 题目

描述

给定一个 n 行 m 列矩阵 matrix ,矩阵内所有数均为非负整数。 你需要在矩阵中找到一条最长路径,使这条路径上的元素是递增的。并输出这条最长路径的长度。

这个路径必须满足以下条件:

  1. 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。
  2. 你不能走重复的单元格。即每个格子最多只能走一次。

数据范围:1≤n,m≤1000,0 ≤matrix [i] [j]≤1000

进阶:空间复杂度 O(nm) ,时间复杂度 O(nm)

例如:当输入为[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]时,对应的输出为5,

其中的一条最长递增路径如下图所示:

示例1

输入:

[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]

返回值:

5

说明:

1->2->3->6->9即可。当然这种递增路径不是唯一的。

示例2

输入:

[[1,2],[4,3]]

返回值:

4

说明:

1->2->3->4

备注:

矩阵的长和宽均不大于1000,矩阵内每个数不大于1000

2. 解题思路

首先,我们需要明确题目的要求:

对应的思路如下:

如果文字描述的不太清楚,你可以参考视频的详细讲解:B站@好易学数据结构

3. 编码实现

核心代码如下:

代码语言:go
复制
/**
 * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可
 *
 * 递增路径的最大长度
 * @param matrix int整型二维数组 描述矩阵的每个数
 * @return int整型
 */
func solve(matrix [][]int) int {
  // write code here
  maxMat = newArray(len(matrix), len(matrix[0]))
  maxValue := 0 //最长路径
  for i := 0; i < len(matrix); i++ {
    for j := 0; j < len(matrix[i]); j++ {
      //二维数组中的每一个点都可能是最大路径的起始点
      preMax := dfs(matrix, i, j, -1)
      maxValue = max(maxValue, preMax)
    }
  }
  return maxValue
}
​
var (
  // 如果我们已经知道以该点为头的最长递增路径长度,那么在dfs查找时可以直接使用这个长度,而无需再次计算.
  // 用一个矩阵将已经计算得到的最长递增路径进行存储
  maxMat [][]int
)
​
// 以坐标(i,j)为起始点的最长路径
func dfs(mat [][]int, i int, j int, pre int) int {
  //2.递归终止条件:不是递增,直接返回
  if mat[i][j] <= pre {
    return 0
  }
​
  //3.剪枝:如果该点已经计算过,直接返回,不用再重新计算
  if maxMat[i][j] != 0 {
    return maxMat[i][j]
  }
​
  maxVal := 0
  // 1. 递归步骤
  //1.1 向左
  if i > 0 {
    //用 mat[i][j] 作为 pre,去比较其左侧的数据
    perMax := dfs(mat, i-1, j, mat[i][j])
    maxVal = max(maxVal, perMax)
  }
  //1.2 向右
  if i < len(mat)-1 {
    //用 mat[i][j] 作为 pre,去比较其右侧的数据
    perMax := dfs(mat, i+1, j, mat[i][j])
    maxVal = max(maxVal, perMax)
  }
  //1.3 向上
  if j > 0 {
    //用 mat[i][j] 作为 pre,去比较其上侧的数据
    perMax := dfs(mat, i, j-1, mat[i][j])
    maxVal = max(maxVal, perMax)
  }
  //1.4 向下
  if j < len(mat[i])-1 {
    //用 mat[i][j] 作为 pre,去比较其下侧的数据
    perMax := dfs(mat, i, j+1, mat[i][j])
    maxVal = max(maxVal, perMax)
  }
  maxMat[i][j] = maxVal + 1 //最长路径:上下左右最长的路径+1(当前的点)
  return maxMat[i][j]
}
func max(a, b int) int {
  if a >= b {
    return a
  }
  return b
}
​
func newArray(row, column int) [][]int {
  arr := make([][]int, row)
  for i := 0; i < row; i++ {
    arr[i] = make([]int, column)
  }
  return arr
​
}

具体完整代码你可以参考下面视频的详细讲解。

4.小结

矩阵的最长递增路径通过遍历+递归的思想完成。对二维数组中的每一个位置查找最长递增路径。对于每一个点(i,j)来说,分别向上、向下、向左、向右寻找最长递增路径。为了减少递归调用的次数,用一个二维数组maxMat来保留每个点对应的最长递增路径。

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原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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  • 可视化图解算法60:矩阵最长递增路径
    • 1. 题目
    • 2. 解题思路
    • 3. 编码实现
    • 4.小结
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