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在递归中查找矩阵中的路径

是一个经典的算法问题,通常用于在给定的矩阵中查找是否存在一条路径,该路径经过矩阵中的某些格子,并且路径上的字符按照给定的顺序排列。

算法思路如下:

  1. 首先定义一个与给定矩阵相同大小的布尔类型矩阵,用于标记路径是否已经访问过。
  2. 遍历矩阵中的每一个格子,对于每个格子,都从它的上、下、左、右四个方向开始递归查找路径。
  3. 在递归函数中,首先判断当前格子是否越界或者已经访问过,如果是,则返回false。
  4. 如果当前格子的字符与路径中的字符匹配,则继续递归查找路径。
  5. 在递归函数中,如果路径已经找到,返回true;否则,将当前格子标记为已访问,然后继续在上、下、左、右四个方向上递归查找路径。
  6. 如果四个方向上的递归都没有找到路径,则将当前格子标记为未访问,返回false。

以下是一个完整的示例代码:

代码语言:txt
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def exist(matrix, word):
    if not matrix or not matrix[0]:
        return False
    
    rows, cols = len(matrix), len(matrix[0])
    visited = [[False] * cols for _ in range(rows)]
    
    for i in range(rows):
        for j in range(cols):
            if dfs(matrix, word, visited, i, j, 0):
                return True
    
    return False

def dfs(matrix, word, visited, row, col, index):
    if index == len(word):
        return True
    
    if (row < 0 or row >= len(matrix) or col < 0 or col >= len(matrix[0]) or
        visited[row][col] or matrix[row][col] != word[index]):
        return False
    
    visited[row][col] = True
    
    if (dfs(matrix, word, visited, row - 1, col, index + 1) or
        dfs(matrix, word, visited, row + 1, col, index + 1) or
        dfs(matrix, word, visited, row, col - 1, index + 1) or
        dfs(matrix, word, visited, row, col + 1, index + 1)):
        return True
    
    visited[row][col] = False
    
    return False

这个算法的时间复杂度为O(mn3^k),其中m和n分别为矩阵的行数和列数,k为路径的长度。在最坏情况下,需要遍历矩阵中的每个格子,并且每个格子都有三个方向可以选择。

这个算法可以应用于许多场景,例如在游戏中寻找单词、解决迷宫问题等。

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