程序员面试金典 - 面试题 16.22. 兰顿蚂蚁（deque模拟）

1. 题目

一只蚂蚁坐在由白色和黑色方格构成的无限网格上。
开始时，网格全白，蚂蚁面向右侧。
每行走一步，蚂蚁执行以下操作。

• (1) 如果在白色方格上，则翻转方格的颜色，向右(顺时针)转 90 度，并向前移动一个单位。
• (2) 如果在黑色方格上，则翻转方格的颜色，向左(逆时针方向)转 90 度，并向前移动一个单位。

编写程序来模拟蚂蚁执行的前 K 个动作，并返回最终的网格。

网格由数组表示，每个元素是一个字符串，代表网格中的一行，
黑色方格由 ‘X’ 表示，白色方格由 ‘_’ 表示，
蚂蚁所在的位置由 ‘L’, ‘U’, ‘R’, ‘D’ 表示，分别表示蚂蚁 左、上、右、下 的朝向。
只需要返回能够包含蚂蚁走过的所有方格的最小矩形。

示例 1: 输入: 0 输出: ["R"]示例 2: 输入: 2 输出: ["_X","LX" ]示例 3: 输入: 5 输出: ["_U","X_","XX" ]说明： K <= 100000

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/langtons-ant-lcci
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2. 解题

兰顿蚂蚁解释
据说最后会变成这样的图形，有意思！！！

2.1 超时解

K = 100000, 超时，string.insert 操作造成数据搬移，性能不高

class Solution {vector<string> ans = {"_"};// 右 下 左 上vector<char> dirCh = {'R','D','L','U'}; public:vector<string> printKMoves(int K) {int x = 0, y = 0, d = 0, columns = 1;while(K--)update(x,y,d,columns);//更新k步的地图ans[x][y] = dirCh[d];//最后的位置填方向return ans;}void update(int& x, int& y, int& d, int& columns) {char ch = ans[x][y];ans[x][y] = (ch=='_' ? 'X' : '_');//反转颜色d = (ch=='_' ? (d+1)%4 : (d+3)%4);//转向if(d==0)//R{y++;if(y == ans[x].size())//需要开新的地图，右侧加列{for(string& s : ans)s += '_';columns++;}}else if(d==1)//D{x++;if(x == ans.size())//需要开新的地图，下面加行ans.push_back(string(columns,'_'));}else if(d==2)//L{y--;if(y<0)//需要开新的地图，左侧加列{y = 0;for(string& s : ans)s = '_'+ s;columns++;}}else//U{x--;if(x<0)//需要开新的地图，上面加行{x = 0;ans.insert(ans.begin(),string(columns,'_'));}}} };

2.2 deque解题

• 采用双端队列，减少数据搬移操作

class Solution {deque<deque<char>> ans = {{'_'}};// 右 下 左 上vector<char> dirCh = {'R','D','L','U'}; public:vector<string> printKMoves(int K) {int x = 0, y = 0, d = 0, columns = 1, i = 0;while(K--)update(x,y,d,columns);//更新k步的地图ans[x][y] = dirCh[d];//最后的位置填方向vector<string> res(ans.size());string str;for(auto& dq : ans){str = "";for(char ch : dq)str += ch;res[i++] = str;}return res;}void update(int& x, int& y, int& d, int& columns) {char ch = ans[x][y];ans[x][y] = (ch=='_' ? 'X' : '_');//反转颜色d = (ch=='_' ? (d+1)%4 : (d+3)%4);//转向if(d==0)//R{y++;if(y == ans[x].size())//需要开新的地图，右侧加列{for(auto& s : ans)s.push_back('_');columns++;}}else if(d==1)//D{x++;if(x == ans.size())//需要开新的地图，下面加行ans.push_back(deque<char>(columns,'_'));}else if(d==2)//L{y--;if(y<0)//需要开新的地图，左侧加列{y = 0;for(auto& s : ans)s.push_front('_');columns++;}}else//U{x--;if(x<0)//需要开新的地图，上面加行{x = 0;ans.push_front(deque<char>(columns,'_'));}}} };

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总结

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