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675. 为高尔夫比赛砍树（JAVA代码详解）

你被请来给一个要举办高尔夫比赛的树林砍树. 树林由一个非负的二维数组表示， 在这个数组中：

0 表示障碍，无法触碰到.

1 表示可以行走的地面. 比1大的数 表示一颗允许走过的树的高度. 你被要求按照树的高度从低向高砍掉所有的树，每砍过一颗树，树的高度变为1。

你将从（0，0）点开始工作，你应该返回你砍完所有树需要走的最小步数。 如果你无法砍完所有的树，返回 -1 。

可以保证的是，没有两棵树的高度是相同的，并且至少有一颗树需要你砍。

示例 1:

输入: 

[  [1,2,3],  [0,0,4],  [7,6,5] ] 输出: 6  

示例 2:

输入: 

[  [1,2,3],  [0,0,0],  [7,6,5] ] 输出: -1  

示例 3:

输入: 

[  [2,3,4],  [0,0,5],  [8,7,6] ] 输出: 6

解释: (0,0) 位置的树，你可以直接砍去，不用算步数

 

提示: 矩阵大小不会超过 50x50 。

来源：力扣（LeetCode）

链接：https://leetcode-cn.com/problems/cut-off-trees-for-golf-event 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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算法实现

package com.bean.leetcode;import java.util.Comparator;import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.PriorityQueue;import java.util.Queue;public class Solution675_2 {	int row, col;	public int cutOffTree(List
   
    
     > forest) {		// 先遍历矩阵,找到所有需要砍的树的位置,保存在最小堆中,按树高排序		// 建堆		PriorityQueue
     
       minHeap = new PriorityQueue<>(new Comparator
      
       () {			@Override			public int compare(int[] o1, int[] o2) {				return forest.get(o1[0]).get(o1[1]) - forest.get(o2[0]).get(o2[1]);			}		});		// 找到所有需要砍的树的位置		if (forest == null)			return 0;		row = forest.size();		if (row == 0)			return 0;		col = forest.get(0).size();		for (int i = 0; i < row; i++) {			for (int j = 0; j < col; j++) {				if (forest.get(i).get(j) > 1)					minHeap.add(new int[] { i, j });			}		}		// 开始从小砍到大		int count = 0;		int[] begin = new int[] { 0, 0 };		while (!minHeap.isEmpty()) {			int[] end = minHeap.poll();			int temp = cutOffTree(forest, begin, end, new int[row][col]);			if (temp == -1)				return -1;			count += temp;			begin = end;		}		return count;	}	/** 找到 begin -> end 的最短的路径,BFS	 * @param forest >= 0 表示可以行走, 0 表示障碍	 * @param begin	 起始位置	 * @param end	 目标位置	 * @return 最短的路径长度,原地 begin = end 为 0	  */	public int cutOffTree(List
       
        
         > forest, int[] begin, int[] end, int[][] visited) { if(end[0] == begin[0] && end[1] == begin[1]) return 0; // BFS Queue
         
           queue = new LinkedList<>(); queue.add(begin); int depth = 0; while (!queue.isEmpty()) { depth++; for (int i = 0, len = queue.size(); i < len; i++) { int[] pos = queue.poll(); // 再走一步 if(pos[0] > 0 && visited[pos[0] - 1][pos[1]] == 0) { if(end[0] == pos[0] - 1 && end[1] == pos[1]) return depth; if(forest.get(pos[0] - 1).get(pos[1]) != 0){ queue.add(new int[]{pos[0] - 1, pos[1]}); visited[pos[0] - 1][pos[1]] = 1; } } if(pos[1] > 0 && visited[pos[0]][pos[1] - 1] == 0) { if(end[0] == pos[0] && end[1] == pos[1] - 1) return depth; if(forest.get(pos[0]).get(pos[1] - 1) != 0){ queue.add(new int[]{pos[0], pos[1] - 1}); visited[pos[0]][pos[1] - 1] = 1; } } if(pos[0] + 1 < row && visited[pos[0] + 1][pos[1]] == 0) { if(end[0] == pos[0] + 1 && end[1] == pos[1]) return depth; if(forest.get(pos[0] + 1).get(pos[1]) != 0){ queue.add(new int[]{pos[0] + 1, pos[1]}); visited[pos[0] + 1][pos[1]] = 1; } } if(pos[1] + 1 < col && visited[pos[0]][pos[1] + 1] == 0) { if(end[0] == pos[0] && end[1] == pos[1] + 1) return depth; if(forest.get(pos[0]).get(pos[1] + 1) != 0){ queue.add(new int[]{pos[0], pos[1] + 1}); visited[pos[0]][pos[1] + 1] = 1; } } } } // 无法走到下一棵需要砍的树 return -1; }}
         
        
       
      
     
    
   

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算法实现二

package com.bean.leetcode;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.Comparator;import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.Queue;public class Solution675 {		int[][] dir = { { -1, 0 }, { 1, 0 }, { 0, -1 }, { 0, 1 } };	public int cutOffTree(List
   
    
     > forest) {		if (forest == null || forest.size() == 0)			return -1;		int m = forest.size(), n = forest.get(0).size(), res = 0;		// first step: sort the tree position based on its height		List
     
       heights = new ArrayList<>();		for (int i = 0; i < m; i++) {			for (int j = 0; j < n; j++) {				if (forest.get(i).get(j) > 1)					heights.add(new int[] { forest.get(i).get(j), i, j });			}		}		Collections.sort(heights, new Comparator
      
       () {			public int compare(int[] arr1, int[] arr2) {				return Integer.compare(arr1[0], arr2[0]);			}		});		// second step: accumulate the shortest steps between each two adajacent points		// in heights[].		int start_x = 0, start_y = 0;		for (int i = 0; i < heights.size(); i++) {			int cnt_steps = BFS(forest, m, n, start_x, start_y, heights.get(i)[1], heights.get(i)[2]);			if (cnt_steps == -1)				return -1;			res += cnt_steps;			start_x = heights.get(i)[1];			start_y = heights.get(i)[2];		}		return res;	}	public int BFS(List
       
        
         > forest, int m, int n, int start_x, int start_y, int des_x, int des_y) { if (start_x == des_x && start_y == des_y) return 0; int steps = 0; Queue
         
           q = new LinkedList<>(); q.add(new int[] { start_x, start_y }); int[][] visited = new int[m][n]; visited[start_x][start_y] = 1; while (!q.isEmpty()) { int qsize = q.size(); steps++; while (qsize-- > 0) { int[] cur = q.poll(); int cur_x = cur[0], cur_y = cur[1]; for (int k = 0; k < 4; k++) { int x = cur_x + dir[k][0], y = cur_y + dir[k][1]; if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && forest.get(x).get(y) > 0 && visited[x][y] == 0) { if (x == des_x && y == des_y) return steps; visited[x][y] = 1; q.add(new int[] { x, y }); } } } } return -1; }}
         
        
       
      
     
    
   

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