题目
输入一个整数矩阵,请求最长递增路径的长度。矩阵中的路径沿着上、下、左、右4个方向前行。例如,图中矩阵的最长递增路径的长度为4,其中一条最长的递增路径为3→4→5→8,如阴影部分所示。
分析
由于需要搜索图中的所有节点才能确定最长递增路径的长度,因此这也是一个关于图搜索的问题。解决图搜索通常用广度优先搜索和深度优先搜索这两种不同的方法。这个问题中的路径是非常关键的信息,而深度优先搜索能够很方便地记录搜索的路径,因此深度优先搜索更适合这个问题。
因为不知道从哪个节点开始的递增路径是最长的,所以试着找出从矩阵的每个数字出发的最长递增路径的长度,通过比较可以得出整个矩阵中的最长递增路径的长度。
解
java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int[][] matrix = {{3, 4, 5}, {3, 2, 8}, {2, 2, 1}};
int result = longestIncreasingPath(matrix);
System.out.println(result);
}
public static int longestIncreasingPath(int[][] matrix) {
int rows = matrix.length;
int cols = matrix[0].length;
if (rows == 0 || cols == 0) {
return 0;
}
int[][] lengths = new int[rows][cols];
int longest = 0;
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
int length = dfs(matrix, lengths, i, j);
longest = Math.max(longest, length);
}
}
return longest;
}
private static int dfs(int[][] matrix, int[][] lengths, int i, int j) {
if (lengths[i][j] != 0) {
return lengths[i][j];
}
int rows = matrix.length;
int cols = matrix[0].length;
int[][] dirs = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};
int length = 1;
for (int[] dir : dirs) {
int r = i + dir[0];
int c = j + dir[1];
if (r >= 0 && r < rows && c >= 0 && c < cols && matrix[r][c] > matrix[i][j]) {
int path = dfs(matrix, lengths, r, c);
length = Math.max(path + 1, length);
}
}
lengths[i][j] = length;
return length;
}
}