Lintcode364 Trapping Rain Water II solution 题解

【题目描述】

Given non-negative integers representing an elevation map 2d where the area of each cell is 1x1, compute how much water it is able to trap after raining.


给定n x m非负整数,表示二维的海拔地图,每个单元的面积是1 x 1,计算下雨后能捕到多少水。


【题目链接】

www.lintcode.com/en/problem/trapping-rain-water-ii/

【题目解析】

首先我们应该能分析出,能装水的底面肯定不能在边界上,因为边界上的点无法封闭,那么所有边界上的点都可以加入queue,当作BFS的启动点,同时我们需要一个二维数组来标记访问过的点,访问过的点我们用红色来表示,那么如下图所示:

我们再想想,怎么样可以成功的装进去水呢,是不是周围的高度都应该比当前的高度高,形成一个凹槽才能装水,而且装水量取决于周围最小的那个高度,有点像木桶原理的感觉,那么为了模拟这种方法,我们采用模拟海平面上升的方法来做,我们维护一个海平面高度mx,初始化为最小值,从1开始往上升,那么我们BFS遍历的时候就需要从高度最小的格子开始遍历,那么我们的queue就不能使用普通队列了,而是使用优先级队列,将高度小的放在队首,最先取出,这样我们就可以遍历高度为1的三个格子,用绿色标记出来了,如下图所示:

向周围BFS搜索的条件是不能越界,且周围格子未被访问,那么可以看出上面的第一个和最后一个绿格子无法进行进一步搜索,只有第一行中间那个绿格子可以搜索,其周围有一个灰格子未被访问过,将其加入优先队列queue中,然后标记为红色,如下图所示:

那么优先队列queue中高度为1的格子遍历完了,此时海平面上升1,变为2,此时我们遍历优先队列queue中高度为2的格子,有3个,如下图绿色标记所示:

我们发现这三个绿格子周围的格子均已被访问过了,所以不做任何操作,海平面继续上升,变为4,遍历所有高度为4的格子,如下图绿色标记所示:

由于我们没有特别声明高度相同的格子在优先队列queue中的顺序,所以应该是随机的,其实谁先遍历到都一样,对结果没啥影响,我们就假设第一行的两个绿格子先遍历到,那么那么周围各有一个灰格子可以遍历,这两个灰格子比海平面低了,可以存水了,把存水量算出来加入结果res中,如下图所示:

上图中这两个遍历到的蓝格子会被加入优先队列queue中,由于它们的高度小,所以下一次从优先队列queue中取格子时,它们会被优先遍历到,那么左边的那个蓝格子进行BFS搜索,就会遍历到其左边的那个灰格子,由于其高度小于海平面,也可以存水,将存水量算出来加入结果res中,如下图所示:

等两个绿格子遍历结束了,它们会被标记为红色,蓝格子遍历会先被标记红色,然后加入优先队列queue中,由于其周围格子全变成红色了,所有不会有任何操作,如下图所示:

此时所有的格子都标记为红色了,海平面继续上升,继续遍历完优先队列queue中的格子,不过已经不会对结果有任何影响了,因为所有的格子都已经访问过了,此时等循环结束后返回res即可,

【参考答案】

www.jiuzhang.com/solutions/trapping-rain-water-ii/

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