[DP题解] LeetCode: 174. Dungeon Game 地下城游戏

[DP题解] LeetCode: 174. Dungeon Game 地下城游戏:骑士解救公主

原题链接:https://leetcode.com/problems/dungeon-game/

这个题目的大意是:

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。

[DP题解] LeetCode: 174. Dungeon Game 地下城游戏_第1张图片

骑士K需要从(0, 0)节点走到(m-1, n-1)节点,只能选择向下或者向右走。骑士K初始时有一定的“生命值”,且每经过一个节点其“生命值”加上该节点的权重,并且在过程中骑士K的“生命值”必须为正,然后要我们求满足条件的最小“生命值”。

建立一个二维数组dp(m, n)用于存储每个节点对应的最小生命值。

研究三个相邻节点:(i+1,j)、(i, j+1)和(i, j)。整个过程可以看做是从节点(m-1,n-1)反着走到(0, 0)节点。

为什么要反着想呢?因为题目要求是求出发时至少要多少生命值,即dp(0, 0) ,因此逆向走回去恰好可以求得(0, 0)点对应的生命值。那么至少现在可以写出如下递推式: 
dp(i,j)=min(dp(i,j+1),dp(i+1,j))−demo(i,j)
dp(i,j)=min(dp(i,j+1),dp(i+1,j))−demo(i,j)

但有一个问题,因为在路途过程中生命值始终不能低于0,最小都要为1,因此以上递推式应该还要加上一个约束条件,即为: 
dp(i,j)=max(dp(i,j),1)

 

算法设计:

package com.bean.algorithm.dp;

public class DungeonGame2 {

	/*
	 * https://leetcode.com/problems/dungeon-game/ 
	 * 根据题目的描述: 骑士的健康没有上限。
	 * 为了尽快到达公主,骑士决定每一步只能向右或向下移动。 
	 * 这里还有一个限制条件:其实移动到任何一个格子中时,其能量生命值至少为1
	 * 
	 */
	public static int calculateMinimumHP(int[][] dungeon) {
		
		if (dungeon == null || dungeon.length == 0 || dungeon[0].length == 0)
			return 0;

		int m = dungeon.length;
		int n = dungeon[0].length;

		// 开辟一个dp矩阵记录当前所需最低血量
		int[][] dp = new int[m][n];
		// 如果dungeon中该元素为负,则取绝对值加一,否则取1即可。
		dp[m - 1][n - 1] = Math.max(1 - dungeon[m - 1][n - 1], 1);

		for (int i = m - 2; i >= 0; i--) {
			dp[i][n - 1] = Math.max(dp[i + 1][n - 1] - dungeon[i][n - 1], 1);
		}

		for (int j = n - 2; j >= 0; j--) {
			dp[m - 1][j] = Math.max(dp[m - 1][j + 1] - dungeon[m - 1][j], 1);
		}

		
		for (int i = m - 2; i >= 0; i--) {
			for (int j = n - 2; j >= 0; j--) {
				int down = Math.max(dp[i + 1][j] - dungeon[i][j], 1);
				int right = Math.max(dp[i][j + 1] - dungeon[i][j], 1);
				dp[i][j] = Math.min(right, down);
			}
		}

		return dp[0][0];
	}

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		int[][] demo = new int[][] { { -2, -3, 3 }, { -5, -10, 1 }, { 10, 30, -5 } };
		int result = calculateMinimumHP(demo);
		System.out.println("result = " + result);
	}

}

运行结果:

result = 7

LeetCode上提交之后,Accepted!

[DP题解] LeetCode: 174. Dungeon Game 地下城游戏_第2张图片

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