874。行走机器人模拟
难度:中等
主题:数组、哈希表、模拟
无限 XY 平面上的机器人从点 (0, 0) 开始,面向北。机器人可以接收这三种可能类型的命令的序列:
一些网格方块是障碍物。第 i 个障碍物位于网格点障碍物[i] = (xi, yi)。如果机器人遇到障碍物,那么它会留在当前位置并继续执行下一个命令。
返回机器人从原点得到的最大欧氏距离平方(即如果距离为5,则返回25)。
注意:
- 北意味着+Y方向。
- 东意味着+X方向。
- 南意味着-Y方向。
- 西意味着-X方向。
- [0,0] 内可能存在障碍物。
示例1:
-
输入: 命令 = [4,-1,3],障碍 = []
-
输出: 25
-
说明:机器人从 (0, 0) 开始:
- 向北移动 4 个单位到 (0, 4)。
- 右转。
- 向东移动 3 个单位到 (3, 4)。
- 机器人距离原点最远的点是 (3, 4),其平方为 32 + 42 = 25 个单位。
示例2:
-
输入: 命令 = [4,-1,4,-2,4],障碍 = [[2,4]]
-
输出: 65
-
说明:机器人从 (0, 0) 开始:
- 向北移动 4 个单位到 (0, 4)。
- 右转。
- 向东移动1个单位,被(2, 4)处的障碍物阻挡,机器人位于(1, 4)处。
- 左转。
- 向北移动 4 个单位到 (1, 8)。
- 机器人距离原点最远的点是 (1, 8),其平方为 12 + 82 = 65 个单位。
示例 3:
-
输入: 命令 = [6,-1,-1,6],障碍 = []
-
输出: 36
- 解释:机器人从 (0, 0) 开始:
- 向北移动 6 个单位到 (0, 6)。
- 右转。
- 右转。
- 向南移动 6 个单位到 (0, 0)。
- 机器人距离原点最远的点是 (0, 6),其平方为 62 = 36 个单位。
约束:
- 1 4
-
命令[i] 是 -2、-1 或 [1, 9] 范围内的整数。
- 0 4
- -3 * 104 i, yi 4
- 答案保证小于231
解决方案:
我们需要根据一系列命令在无限二维网格上模拟机器人的运动,并避开障碍物(如果有)。目标是确定机器人从原点到达的最大欧氏距离平方。
方法
-
方向处理:
- 机器人可以面向四个方向之一:北、东、南、西。
- 我们可以将这些方向表示为向量:
- 北:(0, 1)
- 东:(1, 0)
- 南:(0, -1)
- 西:(-1, 0)
-
转向:
- 左转(-2)会将方向逆时针旋转 90 度。
- 右转 (-1) 会将方向顺时针旋转 90 度。
-
运动:
- 对于每个移动命令,机器人都会朝当前方向移动,一次移动一个单位。如果遇到障碍物,它会根据该命令停止移动。
-
追踪障碍:
- 将障碍物列表转换为一组元组以便快速查找,让机器人快速判断是否会碰到障碍物。
-
距离计算:
- 跟踪机器人在运动过程中到达的距原点平方的最大距离。
让我们用 PHP 实现这个解决方案:874。行走机器人模拟
<?php
/**
* @param Integer[] $commands
* @param Integer[][] $obstacles
* @return Integer
*/
function robotSim($commands, $obstacles) {
...
...
...
/**
* go to ./solution.php
*/
}
// Test cases
echo robotSim([4,-1,3], []) . "\n"; // Output: 25
echo robotSim([4,-1,4,-2,4], [[2,4]]) . "\n"; // Output: 65
echo robotSim([6,-1,-1,6], []) . "\n"; // Output: 36
?>
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解释:
-
方向管理:我们使用向量列表来表示方向,可以轻松计算移动后的下一个位置。
-
障碍物检测:通过将障碍物存储在集合中,我们实现了 O(1) 时间复杂度来检查某个位置是否被障碍物阻挡。
-
距离计算:我们不断更新机器人移动时到达的最大平方距离。
测试用例
- 提供的示例测试用例用于验证解决方案:
-
[4,-1,3] 没有障碍物应返回 25。
-
[4,-1,4,-2,4] 有障碍物 [[2,4]] 应返回 65。
-
[6,-1,-1,6] 没有障碍物应返回 36。
该解决方案有效地处理了问题约束并根据需要计算最大距离平方。
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