以下是一种解决方法,其中使用了优先队列和广度优先搜索(BFS)算法:
import java.util.*;
class Cell {
int x;
int y;
int h;
public Cell(int x, int y, int h) {
this.x = x;
this.y = y;
this.h = h;
}
}
class Solution {
public int trapRainWater(int[][] heightMap) {
if (heightMap == null || heightMap.length == 0 || heightMap[0].length == 0) {
return 0;
}
int m = heightMap.length;
int n = heightMap[0].length;
PriorityQueue pq = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.h - b.h);
boolean[][] visited = new boolean[m][n];
// 将最外层的边界加入优先队列,并将其标记为已访问
for (int i = 0; i < m; i++) {
visited[i][0] = true;
visited[i][n - 1] = true;
pq.offer(new Cell(i, 0, heightMap[i][0]));
pq.offer(new Cell(i, n - 1, heightMap[i][n - 1]));
}
for (int j = 1; j < n - 1; j++) {
visited[0][j] = true;
visited[m - 1][j] = true;
pq.offer(new Cell(0, j, heightMap[0][j]));
pq.offer(new Cell(m - 1, j, heightMap[m - 1][j]));
}
int[][] dirs = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};
int res = 0;
while (!pq.isEmpty()) {
Cell cell = pq.poll();
for (int[] dir : dirs) {
int nx = cell.x + dir[0];
int ny = cell.y + dir[1];
if (nx >= 0 && nx < m && ny >= 0 && ny < n && !visited[nx][ny]) {
visited[nx][ny] = true;
res += Math.max(0, cell.h - heightMap[nx][ny]);
pq.offer(new Cell(nx, ny, Math.max(cell.h, heightMap[nx][ny])));
}
}
}
return res;
}
}
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这个解决方法首先将最外层的边界加入优先队列,并将其标记为已访问。然后利用优先队列的特性,每次都从队列中取出高度最小的单元格,然后检查其上下左右四个方向的相邻单元格。如果相邻单元格没有被访问过,即没有被加入优先队列,就将其加入优先队列,并将其标记为已访问。同时,还要计算当前单元格与相邻单元格之间的高度差,将差值加入结果中。最后返回结果即可。
这个解决方法的时间复杂度为O(mnlog(mn)),其中m和n分别为矩阵的行数和列数。因为每个单元格最多只会被访问一次,并且每次访问都需要将其加入优先队列,优先队列的插入操作的时间复杂度为O(log(mn))。
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