二维网格上从 (0,0) 到 (N,N) 的最小成本路径

cra*_*cra 5 language-agnostic algorithm graph dynamic shortest-path

我有一个 2D 网格问题,您试图找到从 (0, 0) 到 (N, N) 的最短路径,其中 1 < N < 10^9。还有 P (1 < P < 10^5) 快捷方式,可以从 (x1, y1) 跳转到 (x2, y2)。

旅行时,您只能向上或向右走。同样,快捷方式永远不会将您向下或向左移动。

示例案例:您在 (0, 0) 并试图到达 (3, 3)。有两种快捷方式:一种将您从 (0, 1) 移动到 (0, 2),一种将您从 (1, 2) 移动到 (2, 3)。

最好的路径是:

从 (0,0) 移动到 (0,1)(1 个单位)。(0,2) 的快捷方式。从 (0,2) 移动到 (1,2)(1 个单位)。(2,3) 的快捷方式。从 (2,3) 移动到 (3,3)(1 个单位)。

所以总长度将为 3 个单位。

时间范围也是2秒。

编辑 1:我有使用动态规划的想法,做一个成本矩阵。矩阵[i][j] = 到达路径的总成本 (i, j)。然而,网格很大,矩阵有 10^18 个槽,这太大了,不适合时间框架。

编辑 2:我的下一个想法是使用 Dijkstra 算法;简单地将结束、开始和快捷方式设为图中的所有节点。然而,这变成了一个 O(N^2) 解决方案(最多有 10^10 条边!)

编辑 3:我想出了另一个 O(N^2) 解决方案。基本上,您会根据它们与原点的距离对所有快捷方式进行排序。然后,通过遍历您已经处理的所有快捷方式,您将找到每个快捷方式的最短路径。您会找到 (distTo(each Shortcut) + manhattan_distance(each_shortcut, current shortcut)) 的最小值。最后,您将处理 (N, N) 点,就好像它是找到最终解决方案的捷径一样。

但是,这仍然太慢 - 有没有办法进一步优化我的解决方案或更好的解决方案?

Jak*_*tak 4

我们注意到,我们可以在 const 时间内计算从 A 点到 B 点的距离:abs(ax - bx) + abs(ay - by)。我们可以通过协调性对所有点进行排序。在我们对点 x 运行类似 dp -> dist 的操作之后,将是来自门户的最小距离分数,其中i.x <= x.x && i.y <= x.xi 是门户的出口,+ 从出口到点 x 的距离。(如果 x 是数组的入口或末尾,则仅考虑 x)。如果我们将 x 视为第二个 for 循环,则如果该点在 x 坐标上的坐标中得分最差,我们还需要删除先前考虑的点并将其替换为具有最佳得分的新“虚拟”点。

  • 我所说的点是指捷径。这周我写代码会很困难。但要解释清楚。https://en.wikipedia.org/wiki/Sweep_line_algorithm 当门户开始时,我们需要将其添加到某个结构中(以存储退出和值)并再次计算距离 (2认同)
  • 虚拟点是计算一些点后创建的点,我们只想记住得分最高的点。 (2认同)