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穿越障碍: 求解访问所有点的最优路径

前端

引言

在算法的世界里,优化问题总能激发我们的智力和创造力。LeetCode 1266 题——访问所有点的最小时间,正是这样一个耐人寻味的问题。想象一下,你置身于一片二维平面上,分布着 n 个点,而你必须探访所有这些点。但是,这片平面并非一马平川,而是遍布着阻碍你前行的障碍物。为了高效地完成这项任务,你需要找到一条访问所有点的最优路径,以最短的时间完成这场冒险。

算法策略

要解决这个问题,我们将采取分而治之的策略。首先,我们将这片平面划分为四个象限:左上、右上、左下和右下。然后,我们将分别探访这四个象限中的所有点。

1. 递归遍历象限

对于每个象限,我们将递归地应用同样的策略:

  • 计算该象限中所有点的重心。
  • 将重心作为起点,使用深度优先搜索(DFS)遍历象限中的所有点。
  • 在遍历过程中,记录访问每个点的最短时间。

2. 计算最短路径

在遍历完所有象限后,我们将计算出访问每个象限所需的最短路径。这可以通过计算每个象限中的重心之间的距离来实现。

3. 确定总时间

最后,我们将把每个象限访问所需的最短时间相加,得到访问所有点的总时间。

代码实现

import math

def minTimeToVisitAllPoints(points):
  """
  :type points: List[List[int]]
  :rtype: int
  """

  def dfs(points, start):
    visited.add(start)
    result = 0

    for i in range(len(points)):
      if i not in visited:
        result = max(result, abs(points[i][0] - points[start][0]) + abs(points[i][1] - points[start][1]))
        result = max(result, dfs(points, i))

    return result

  visited = set()
  return dfs(points, 0)

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n^2),其中 n 是点的数量。这是因为 DFS 算法的复杂度为 O(n),而我们总共需要遍历 n 个象限。
  • 空间复杂度:O(n),用于存储已访问的点。

总结

访问所有点的最小时间问题是一道经典的算法题,它考验我们的逻辑思维能力和对图论和最短路径算法的理解。通过分而治之的策略和巧妙的数学计算,我们可以高效地找到最优路径,完成这场寻点之旅。掌握这些算法技巧,将使我们能够解决各种复杂的优化问题,解锁算法世界的更多奥秘。