leetcode面试准备: Game of Life

1 题目

According to the Wikipedia's article: "The Game of Life, also known simply as Life, is a cellular automaton devised by the British mathematician John Horton Conway in 1970."

Given a board with m by n cells, each cell has an initial state live (1) or dead (0). Each cell interacts with its eight neighbors (horizontal, vertical, diagonal) using the following four rules (taken from the above Wikipedia article):

  • Any live cell with fewer than two live neighbors dies, as if caused by under-population.
  • Any live cell with two or three live neighbors lives on to the next generation.
  • Any live cell with more than three live neighbors dies, as if by over-population..
  • Any dead cell with exactly three live neighbors becomes a live cell, as if by reproduction.

Write a function to compute the next state (after one update) of the board given its current state.

Follow up:

  • Could you solve it in-place? Remember that the board needs to be updated at the same time: You cannot update some cells first and then use their updated values to update other cells.
  • In this question, we represent the board using a 2D array. In principle, the board is infinite, which would cause problems when the active area encroaches the border of the array. How would you address these problems?

接口: public void gameOfLife(int[][] board)

2 思路

这是一种细胞自动机,每一个位置有两种状态,1为活细胞,0为死细胞,对于每个位置都满足如下的条件:

  1. 如果活细胞周围八个位置的活细胞数少于两个,则该位置活细胞死亡
  2. 如果活细胞周围八个位置有两个或三个活细胞,则该位置活细胞仍然存活
  3. 如果活细胞周围八个位置有超过三个活细胞,则该位置活细胞死亡
  4. 如果死细胞周围正好有三个活细胞,则该位置死细胞复活

由于题目中要求我们用置换方法in-place来解题,所以我们就不能新建一个相同大小的数组,那么我们只能更新原有数组,但是题目中要求所有的位置必须被同时更新,但是在循环程序中我们还是一个位置一个位置更新的,那么当一个位置更新了,这个位置成为其他位置的neighbor时,我们怎么知道其未更新的状态呢,我们可以使用状态机转换:

  • 状态0: 死细胞转为死细胞
  • 状态1: 活细胞转为活细胞
  • 状态2: 活细胞转为死细胞
  • 状态3: 死细胞转为活细胞

最后我们对所有状态对2取余,那么状态0和2就变成死细胞,状态1和3就是活细胞,达成目的。我们先对原数组进行逐个扫描,对于每一个位置,扫描其周围八个位置,如果遇到状态1或2,就计数器累加1,扫完8个邻居,如果少于两个活细胞或者大于三个活细胞,而且当前位置是活细胞的话,标记状态2,如果正好有三个活细胞且当前是死细胞的话,标记状态3。完成一遍扫描后再对数据扫描一遍,对2取余变成我们想要的结果。

复杂度: Time: O(n) ; Space: O(1)

3 代码

      public void gameOfLife(int[][] board) {
int m = board.length;
int n = board[0].length;
final int LIVE_TO_DEAD = 2;
final int DEAD_TO_LIVE = 3; for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
int liveCell = getLiveCell(board, i, j);
if (board[i][j] == 1) {
if (liveCell < 2 || liveCell > 3) {
board[i][j] = LIVE_TO_DEAD;
}
} else {
if (liveCell == 3) {
board[i][j] = DEAD_TO_LIVE;
}
}
}
} for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
board[i][j] = board[i][j] % 2;
}
}
} private int getLiveCell(int[][] board, int i, int j) {
int count = 0;
int row = i - 1;
int col = j - 1;
for (int p = row; p < row + 3; p++) {
for (int q = col; q < col + 3; q++) {
if ((p >= 0 && p < board.length)
&& (q >= 0 && q < board[0].length)) {
if (board[p][q] == 1 || board[p][q] == 2) {
count++;
}
}
}
}
count = count - board[i][j];
return count;
}

4 总结

中等难度。

leetcode面试准备: Game of Life的更多相关文章

  1. leetcode面试准备: Maximal Rectangle

    leetcode面试准备: Maximal Rectangle 1 题目 Given a 2D binary matrix filled with 0's and 1's, find the larg ...

  2. leetcode面试准备: Word Pattern

    leetcode面试准备: Word Pattern 1 题目 Given a pattern and a string str, find if str follows the same patte ...

  3. leetcode面试准备:Add and Search Word - Data structure design

    leetcode面试准备:Add and Search Word - Data structure design 1 题目 Design a data structure that supports ...

  4. leetcode面试准备:Reverse Words in a String

    leetcode面试准备:Reverse Words in a String 1 题目 Given an input string, reverse the string word by word. ...

  5. leetcode面试准备:Implement Trie (Prefix Tree)

    leetcode面试准备:Implement Trie (Prefix Tree) 1 题目 Implement a trie withinsert, search, and startsWith m ...

  6. leetcode面试准备:Triangle

    leetcode面试准备:Triangle 1 题目 Given a triangle, find the minimum path sum from top to bottom. Each step ...

  7. leetcode面试准备:Sliding Window Maximum

    leetcode面试准备:Sliding Window Maximum 1 题目 Given an array nums, there is a sliding window of size k wh ...

  8. leetcode面试准备:Simplify Path

    leetcode面试准备:Simplify Path 1 题目 Given an absolute path for a file (Unix-style), simplify it. For exa ...

  9. leetcode面试准备:Kth Largest Element in an Array

    leetcode面试准备:Kth Largest Element in an Array 1 题目 Find the kth largest element in an unsorted array. ...

随机推荐

  1. ERwin 连接 mysql

    1. install mysql connector; 2. run odbc connection management (c:\windows\syswow64\odbcad32.exe); 3. ...

  2. Container容器控件的使用、Hbox与Vbox布局管理器的使用、以及AjaxAction前后台事件响应

    1.由于有前后台交互功能,需要在Spring上下文中注册一个用于提供服务的bean,对于这个bean使用Spring提供的@Component标注,如果需要使用@Component注解,需要在项目中W ...

  3. Unity中使物体自动寻路的方法

    在做一个FPS游戏时,需要敌方自动找到玩家方位并向玩家移动,在查找资料(并走了不少坑)后,我试了三个方法,经测试,这三个方法都能实现自动寻路功能. 方法一:使用Mathf.Lerp()方法 代码很简单 ...

  4. OpenJudge 2774 木材加工

    1.链接: http://bailian.openjudge.cn/practice/2774/ 2.题目: 总Time Limit: 1000ms Memory Limit: 65536kB Des ...

  5. java.lang.StringBuffer源码分析

    StringBuffer是一个线程安全的可变序列的字符数组对象,它与StringBuilder一样,继承父类AbstractStringBuilder.在多线程环境中,当方法操作是必须被同步,Stri ...

  6. mysql 1045的的解决方案

    找到配置文件my.ini  ,然后将其打开,可以选择用记事本打开 打开后,搜索mysqld关键字 找到后,在mysqld下面添加skip-grant-tables,保存退出. 然后重启mysql服务 ...

  7. 之前可运行mongodb,后来却不行了显示Unclean shutdown detected mongodb

    解决办法有三个: 第一个:如果你之前可以运行,说明你已经有数据存放目录了,你可以把数据存放目录之前的数据清空再启动,在配置一下 第二个:使用mongod --repair --dbpath D:\Mo ...

  8. MongoDB入门三步曲2--基本操作(续)--聚合、索引、游标及mapReduce

    mongodb 基本操作(续)--聚合.索引.游标及mapReduce 目录 聚合操作 MapReduce 游标 索引 聚合操作 像大多关系数据库一样,Mongodb也提供了聚合操作,这里仅列取常见到 ...

  9. javascript学习笔记3

    一 判断下列数值中哪些于false相等? 0, 0.0, 0.000, -0, -0.0, 000, "0",  "0.0", "0.000" ...

  10. tp数据表字段缓存

    在维护一个tp写的项目,因为需要在产品表product中增加了一个字段status,但是不论如何就是无法给status赋值,查了资料才发现,原来是tp的数据表字段缓存在搞鬼. 在runtime> ...