【LeetCode】874. 模拟行走机器人

一、题目

机器人在一个无限大小的网格上行走，从点 (0, 0) 处开始出发，面向北方。该机器人可以接收以下三种类型的命令：

• -2：向左转 90 度
• -1：向右转 90 度
• 1 <= x <= 9：向前移动 x 个单位长度
  在网格上有一些格子被视为障碍物。

第 i 个障碍物位于网格点 (obstacles[i][0], obstacles[i][1])

机器人无法走到障碍物上，它将会停留在障碍物的前一个网格方块上，但仍然可以继续该路线的其余部分。

返回从原点到机器人所有经过的路径点（坐标为整数）的最大欧式距离的平方。

示例 1：

输入: commands = [4,-1,3], obstacles = []
输出: 25
解释: 机器人将会到达 (3, 4)

示例 2：

输入: commands = [4,-1,4,-2,4], obstacles = [[2,4]]
输出: 65
解释: 机器人在左转走到 (1, 8) 之前将被困在 (1, 4) 处

提示：

0 <= commands.length <= 10000
0 <= obstacles.length <= 10000
-30000 <= obstacle[i][0] <= 30000
-30000 <= obstacle[i][1] <= 30000
答案保证小于 2 ^ 31

二、解决

1、情景模拟

思路：

这题难点在于如何实现转向和在障碍物面前停止。下面重点讲一下这两块：

• 转向
  
• 障碍物

障碍物位置信息由是一个二维数组组成，每个单元对应[x,y]信息。这里可以将x+" "+y合并起来放入一个Set中，如果在移动过程中，坐标信息如果在其中，则不再移动，直至遇到转向或者直接遍历结束。

• 过程

具体可以参看下面代码，整体过程就是模拟行走过程，比较容易理解。

代码：

class Solution {
     
    public int robotSim(int[] commands, int[][] obstacles) {
     
        int[][] directions = {
     {
     0, 1}, {
     1, 0}, {
     0, -1}, {
     -1, 0}};
        
        // Set of obstacles indexes in the format of : obstacle[0] + " " + obstacle[1]
        Set<String> ops = new HashSet<>();
        for (int[] obstacle : obstacles) {
     
            ops.add(obstacle[0] + " " + obstacle[1]);
        }

        int x = 0, y = 0, index = 0, maxDistSquare = 0;
        for (int i = 0; i < commands.length; i++) {
     
            if (commands[i] == -2) {
      // Turns left
                index = (index + 3) % 4;
            } else if (commands[i] == -1) {
      // Turns right
                index = (index + 1) % 4;
            } else {
      // Moves forward commands[i] steps
                int step = 0;
                while (step < commands[i]) {
     
                    if (ops.contains((x + directions[index][0]) + " " + (y + directions[index][1])))  break; 
                    x += directions[index][0];
                    y += directions[index][1];
                    step++;
                }
            }
            maxDistSquare = Math.max(maxDistSquare, x * x + y * y);
        }

        return maxDistSquare;
    }
}

时间复杂度： O(N+K)，N、K分别为commands和obstacles的长度。
空间复杂度： O(K)

三、参考

1、Logical Thinking with Clear Code
2、Java clean solution with explanation and comments
3、图解【模拟行走机器人】
4、【熊猫刷题Python3】模拟，obstacles要存为set防超时（附视频题解）