题目描述

一些恶魔抓住了公主(P)并将她关在了地下城的右下角。地下城是由 M x N 个房间组成的二维网格。我们英勇的骑士(K)最初被安置在左上角的房间里,他必须穿过地下城并通过对抗恶魔来拯救公主。

骑士的初始健康点数为一个正整数。如果他的健康点数在某一时刻降至 0 或以下,他会立即死亡。

有些房间由恶魔守卫,因此骑士在进入这些房间时会失去健康点数(若房间里的值为负整数,则表示骑士将损失健康点数);其他房间要么是空的(房间里的值为 0),要么包含增加骑士健康点数的魔法球(若房间里的值为正整数,则表示骑士将增加健康点数)。

为了尽快到达公主,骑士决定每次只向右或向下移动一步。

编写一个函数来计算确保骑士能够拯救到公主所需的最低初始健康点数。

例如,考虑到如下布局的地下城,如果骑士遵循最佳路径 右 -> 右 -> 下 -> 下,则骑士的初始健康点数至少为 7。

-2 (K)-33
-5-101
1030-5 (P)

说明:

  • 骑士的健康点数没有上限。
  • 任何房间都可能对骑士的健康点数造成威胁,也可能增加骑士的健康点数,包括骑士进入的左上角房间以及公主被监禁的右下角房间。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/dungeon-game
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解法1 – DP

题目给定的数组dungeon存放了走入每个房间造成的血量变化,为了救出公主,要求到达右下角(P)时扣除外血量至少为1,因此我们可以从P点逆行回到起点K,求出起点K要求的最少血量。我们定义一个二维数组dp[|dungeon|+1][|dungeon[0]|+1],dp数组比原数组“大了一圈“,这样做能够方便我们统一地处理逻辑,否则需要判断边界条件。到达P点以后还会扣除或者增加血量,所以走过P点到达右方或下方的血量至少需要1。

图1 – dp数组计算后结果

图1展示了题目的例子计算dp数组后的结果。要想求出到达位置i,j需要的最少血量,那么可以从位置i+1,j与i,j+1逆推而来。例如dp[2][1]=1,dp[1][2]=5,dungeon[1][1] = -10,说明我们只需要在位置1,1有血量11,就能够到达[2][1]。还有一点要注意,血量不可能为负数。例如在2,1处能够加血30,那我们不能说到达2,1时只需要-29点血量,然后再给我加上30变成1,这是不对的,血量不能为负值。所以在计算完min(dp[i+1][j], dp[i][j+1])+dungeon[i][j]还需要对1取最大。

该解法时间复杂度为O(m*n),m与n为dungeon数组长与宽。全部代码如下:

class Solution {
    public int calculateMinimumHP(int[][] dungeon) {
        // 我们在右下角加一行一列做padding,使逻辑统一,减少编码
        int m = dungeon.length;
        int n = dungeon[0].length;
        int[][] dp = new int[m + 1][n + 1];

        for (int i = 0; i <= n; i++)
            dp[m][i] = Integer.MAX_VALUE ;
        for (int i = 0; i <= m; i++)
            dp[i][n] = Integer.MAX_VALUE ;
        // 到达此位置至少有1点hp
        dp[m - 1][n] = dp[m][n - 1] = 1;

        for (int i = m - 1; i >= 0; i--) {
            for (int j = n - 1; j >= 0; j--) {
                dp[i][j] = Math.max(1, Math.min(dp[i + 1][j], dp[i][j + 1]) - dungeon[i][j]);
            }
        }

        return dp[0][0];
    }
}
pwrliang Algorithms, Dynamic Programming

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