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主题
算法题解:在给定塔阵列中,通过曼哈顿距离筛选可到达塔,并选择质量因子最大且坐标字典序最小的塔。
摘要
本文通过算法题解,展示如何在塔阵列中筛选可到达塔,并按质量因子和字典序选择最优塔,提供多语言代码实现。
关键信息
- 1 曼哈顿距离判断可到达塔
- 2 按质量因子和字典序选择最优塔
- 3 提供Go、Python、C++代码及复杂度分析
2026-05-20:最好可到达的塔。用go语言,给定一个二维整数数组 towers,其中每个元素 towers[i] = [x_i, y_i, q_i] 表示第 i 座塔的坐标与质量因子。
再给定一个整数数组 center = [c_x, c_y] 表示你的所在位置,以及一个整数 radius。
判断规则:当某座塔与 center 的曼哈顿距离满足
|x_i – c_x| + |y_i – c_y| <= radius
时,这座塔被认为是“可到达”。
目标:在所有可到达的塔里,选择:
1.质量因子 q_i 最大的塔;
2.如果有多个塔的 q_i 相同,则在它们中选择坐标按字典序最小的那一个(先比较 x,x 更小者更优;若 x 相同,再比较 y,y 更小者更优)。
如果没有任何塔可到达,则返回 [-1, -1];否则返回该选中塔的坐标 [x_i, y_i]。
1 <= towers.length <= 100000。
towers[i] = [xi, yi, qi]。
center = [cx, cy]。
0 <= xi, yi, qi, cx, cy <= 100000。
0 <= radius <= 100000。
输入: towers = [[1,2,5], [2,1,7], [3,1,9]], center = [1,1], radius = 2。
输出: [3,1]。
解释:
塔 [1, 2, 5]:曼哈顿距离 = |1 – 1| + |2 – 1| = 1,可到达。
塔 [2, 1, 7]:曼哈顿距离 = |2 – 1| + |1 – 1| = 1,可到达。
塔 [3, 1, 9]:曼哈顿距离 = |3 – 1| + |1 – 1| = 2,可到达。
所有塔都是可到达的。最大质量因子为 9,对应塔 [3, 1]。
题目来自力扣3809。
一、程序整体执行步骤 步骤1:程序启动,进入主函数 main
程序从main函数开始运行,首先准备好题目给出的所有输入数据:
1.塔数组 towers:存储了 3 座塔的信息
• 第 1 座塔:坐标 (1,2),质量因子 5
• 第 2 座塔:坐标 (2,1),质量因子 7
• 第 3 座塔:坐标 (3,1),质量因子 9
2.中心位置 center:你的位置坐标 (1,1)
3.半径 radius:可到达的最大曼哈顿距离 2
步骤2:调用核心函数 bestTower,开始筛选最优塔
程序把所有输入数据传入bestTower函数,正式开始计算。
子步骤 2.1:初始化筛选变量(设置初始状态)
函数一开始会创建 3 个关键变量,用来记录当前最优塔的信息:
1.maxQ:记录当前找到的最大质量因子,初始值设为 -1(因为质量因子最小是 0,-1 代表还没找到任何可到达塔)
2.minX:记录最优塔的 x 坐标,初始 -1
3.minY:记录最优塔的 y 坐标,初始 -1
这三个变量会在遍历过程中不断更新,最终保存最优塔的信息。
子步骤 2.2:遍历每一座塔,逐个判断是否符合条件
函数会依次检查每一座塔,对每一座塔执行以下判断流程:
检查第 1 座塔:(1,2,5)
1. 计算曼哈顿距离:|1-1| + |2-1| = 0 + 1 = 1
2. 判断是否可到达:1 ≤ 2 →可到达
3. 对比当前最优:
• 当前最大质量因子是 -1,5 更大
• 因此更新最优记录:maxQ=5,minX=1,minY=2
检查第 2 座塔:(2,1,7)
1. 计算曼哈顿距离:|2-1| + |1-1| = 1 + 0 = 1
2. 判断是否可到达:1 ≤ 2 →可到达
3. 对比当前最优:
• 当前最大质量因子是 5,7 更大
• 因此更新最优记录:maxQ=7,minX=2,minY=1
检查第 3 座塔:(3,1,9)
1. 计算曼哈顿距离:|3-1| + |1-1| = 2 + 0 = 2
2. 判断是否可到达:2 ≤ 2 →可到达
3. 对比当前最优:
• 当前最大质量因子是 7,9 更大
• 因此更新最优记录:maxQ=9,minX=3,minY=1
子步骤 2.3:遍历完成,返回结果
所有塔检查完毕后:
•maxQ = 9(不是 -1,说明找到可到达塔)
• 最优坐标是 (3,1)
函数直接返回[3, 1]
步骤3:主函数接收结果并打印
main函数拿到结果[3,1],输出到控制台,程序结束。
二、关键筛选规则(严格按题目要求)
遍历每一座可到达塔时,只有满足以下任一条件,才会更新最优塔:
1.当前塔的质量因子 > 记录的最大质量因子
2.质量因子相等,且:
• 当前塔 x 坐标 < 记录的 x 坐标
• 或者 x 相等,当前塔 y 坐标 < 记录的 y 坐标
如果没有任何塔可到达,最终返回[-1, -1]。
三、时间复杂度 & 额外空间复杂度 1. 时间复杂度
• 程序只做了一次完整遍历,逐个检查每一座塔
• 遍历次数 = 塔的数量 n
• 每一次遍历内部只做:计算距离、判断、赋值,都是常数时间 O(1)
•总时间复杂度:O(n)
• n 是 towers 数组的长度(塔的数量)
• 即使 n 达到 10 万,这个算法也能高效运行
2. 额外空间复杂度
• 程序只创建了固定数量的变量:cx、cy、maxQ、minX、minY、循环临时变量等
• 这些变量的数量不随塔的数量 n 变化
• 没有使用动态数组、哈希表等随输入变大的数据结构
•总额外空间复杂度:O(1)(常数级空间)
总结
1. 执行过程:初始化 → 遍历每座塔 → 计算曼哈顿距离 → 按规则更新最优塔 → 返回结果
2. 时间复杂度:O(n)(线性遍历)
3. 额外空间复杂度:O(1)(仅使用固定变量)
Go完整代码如下:
package main
import (
"fmt"
)
func bestTower(towers [][]int, center []int, radius int) []int {
cx, cy := center[0], center[1]
maxQ, minX, minY := -1, -1, -1
for _, t := range towers {
x, y, q := t[0], t[1], t[2]
if abs(x-cx)+abs(y-cy) <= radius &&
(q > maxQ || q == maxQ && (x < minX || x == minX && y < minY)) {
maxQ, minX, minY = q, x, y
}
}
return []int{minX, minY}
}
func abs(x int)int {
if x < 0 {
return -x
}
return x
}func main() {
towers := [][]int{{1, 2, 5}, {2, 1, 7}, {3, 1, 9}}
center := []int{1, 1}
radius := 2
result := bestTower(towers, center, radius)
fmt.Println(result)
}
![]()
Python完整代码如下:
# -*-coding:utf-8-*-
def best_tower(towers, center, radius):
cx, cy = center[0], center[1]
max_q, min_x, min_y = -1, -1, -1
for x, y, q in towers:
if abs(x - cx) + abs(y - cy) <= radius:
if (q > max_q or
q == max_q and (x < min_x or (x == min_x and y < min_y))):
max_q, min_x, min_y = q, x, y
return [min_x, min_y]
def main():
towers = [[1, 2, 5], [2, 1, 7], [3, 1, 9]]
center = [1, 1]
radius = 2
result = best_tower(towers, center, radius)
print(result)if __name__ == "__main__":
main()
![]()
C++完整代码如下:
using namespace std;vector bestTower(vector int >>& towers, vector< int >& center, int radius) {
int cx = center[ 0 ];
int cy = center[ 1 ];
int maxQ = -1 ;
int minX = -1 ;
int minY = -1 ;
for ( const auto& tower : towers) {
int x = tower[ 0 ];
int y = tower[ 1 ];
int q = tower[ 2 ];
int manhattanDistance = abs(x - cx) + abs(y - cy);
if (manhattanDistance <= radius) {
if (q > maxQ) {
maxQ = q;
minX = x;
minY = y;
} else if (q == maxQ) {
if (x < minX) {
minX = x;
minY = y;
} else if (x == minX && y < minY) {
minY = y;
}
}
}
}
return {minX, minY};
}
int main() {
vector int >> towers = {{ 1 , 2 , 5 }, { 2 , 1 , 7 }, { 3 , 1 , 9 }};
vector< int > center = { 1 , 1 };
int radius = 2 ;
vector< int > result = bestTower(towers, center, radius);
cout << "[" << result[ 0 ] << ", " << result[ 1 ] << "]" << endl;
return 0 ;
}
![]()
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