剑指 Offer 12. 矩阵中的路径
给定一个 m x n 二维字符网格 board 和一个字符串单词 word 。如果 word 存在于网格中，返回 true ；否则，返回 false 。
单词必须按照字母顺序，通过相邻的单元格内的字母构成，其中“相邻”单元格是那些水平相邻或垂直相邻的单元格。同一个单元格内的字母不允许被重复使用。
例如，在下面的 3×4 的矩阵中包含单词 "ABCCED"（单词中的字母已标出）。
示例 1：
输入：board = [["A","B","C","E"],["S","F","C","S"],["A","D","E","E"]], word = "ABCCED"
输出：true
示例 2：
输入：board = [["a","b"],["c","d"]], word = "abcd"
输出：false
class Solution {
public boolean exist(char[][] board, String word) {
}
}解题思路
典型的矩阵搜索问题，可使用 深度优先搜索（DFS）+ 剪枝 解决。
深度优先搜索： 可以理解为暴力法遍历矩阵中所有字符串可能性。DFS 通过递归，先朝一个方向搜到底，再回溯至上个节点，沿另一个方向搜索，以此类推。
剪枝： 在搜索中，遇到 这条路不可能和目标字符串匹配成功 的情况（例如：此矩阵元素和目标字符不同、此元素已被访问），则应立即返回，称之为 可行性剪枝 。
递归参数： 当前元素在矩阵 board 中的行列索引 i 和 j ，当前目标字符在 word 中的索引 k 。
终止条件：
返回 false ：
(1) 行或列索引越界
(2) 当前矩阵元素与目标字符不同
(3) 当前矩阵元素已访问过 （ (3) 可合并至 (2) ） 。
返回 true ：
k = len(word) - 1 ，即字符串 word 已全部匹配。
递推工作：
标记当前矩阵元素： 将 board[i][j] 修改为 空字符 '' ，代表此元素已访问过，防止之后搜索时重复访问。
搜索下一单元格： 朝当前元素的 上、下、左、右 四个方向开启下层递归，使用 或 连接 （代表只需找到一条可行路径就直接返回，不再做后续 DFS ），并记录结果至 res 。
还原当前矩阵元素： 将 board[i][j] 元素还原至初始值，即 word[k] 。
返回值： 返回布尔量 res ，代表是否搜索到目标字符串。
代码如下
class Solution {
public boolean exist(char[][] board, String word) {
char[] words = word.toCharArray();
for(int i = 0; i < board.length; i++) {
for(int j = 0; j < board[0].length; j++) {
if(dfs(board, words, i, j, 0)) return true;
}
}
return false;
}
boolean dfs(char[][] board, char[] word, int i, int j, int k) {
if(i >= board.length || i < 0 || j >= board[0].length || j < 0 || board[i][j] != word[k]) return false;
if(k == word.length - 1) return true;
board[i][j] = '\0';
boolean res = dfs(board, word, i + 1, j, k + 1) || dfs(board, word, i - 1, j, k + 1) ||
dfs(board, word, i, j + 1, k + 1) || dfs(board, word, i , j - 1, k + 1);
board[i][j] = word[k];
return res;
}
}使用'\0'做标记：防止标记字符与矩阵原有字符重复。当存在重复时，此算法会将矩阵原有字符认作标记字符，从而出现错误。
剑指 Offer 13. 机器人的运动范围
地上有一个m行n列的方格，从坐标 [0,0] 到坐标 [m-1,n-1] 。一个机器人从坐标 [0, 0] 的格子开始移动，它每次可以向左、右、上、下移动一格（不能移动到方格外），也不能进入行坐标和列坐标的数位之和大于k的格子。例如，当k为18时，机器人能够进入方格 [35, 37] ，因为3+5+3+7=18。但它不能进入方格 [35, 38]，因为3+5+3+8=19。请问该机器人能够到达多少个格子？
示例 1：
输入：m = 2, n = 3, k = 1
输出：3
示例 2：
输入：m = 3, n = 1, k = 0
输出：1
class Solution {
public int movingCount(int m, int n, int k) {
}
}解题思路
通过循环求得数位和 s
int sums(int x)
int s = 0;
while(x != 0) {
s += x % 10;
x = x / 10;
}
return s;由于机器人每次只能移动一格（即只能从 x 运动至 x±1），因此每次只需计算 x 到 x±1 的数位和增量
当 (x + 1) % 10 = 0 时，s_x + 1 = s_x - 8 ，例如19，20的数位和分别为 10 和 2
(x + 1) % 10 != 0 ? s_x + 1 : s_x - 8;可达解分析：
根据数位和增量公式得知，数位和每逢 进位 突变一次。根据此特点，矩阵中 满足数位和的解 构成的几何形状形如多个 等腰直角三角形 ，每个三角形的直角顶点位于 0, 10, 20, ...0,10,20,... 等数位和突变的矩阵索引处 。
三角形内的解虽然都满足数位和要求，但由于机器人每步只能走一个单元格，而三角形间不一定是连通的，因此机器人不一定能到达，称之为 不可达解 ；同理，可到达的解称为 可达解 （本题求此解） 。
算法解析：
递归参数： 当前元素在矩阵中的行列索引 i 和 j ，两者的数位和 si, sj 。
终止条件：
① 行列索引越界
② 数位和超出目标值 k
③ 当前元素已访问过 时，返回 0 ，代表不计入可达解。
递推工作：
标记当前单元格 ：将索引 (i, j) 存入 visited 中，代表此单元格已被访问过。
搜索下一单元格： 计算当前元素的 下、右 两个方向元素的数位和，并开启下层递归 。
回溯返回值： 返回 1 + 右方搜索的可达解总数 + 下方搜索的可达解总数，代表从本单元格递归搜索的可达解总数。
代码如下
class Solution {
int m, n, k;
boolean[][] visited;
public int movingCount(int m, int n, int k) {
this.m = m; this.n = n; this.k = k;
this.visited = new boolean[m][n];
return dfs(0, 0, 0, 0);
}
public int dfs(int i, int j, int si, int sj) {
if(i >= m || j >= n || k < si + sj || visited[i][j]) return 0;
visited[i][j] = true;
return 1 + dfs(i + 1, j, (i + 1) % 10 != 0 ? si + 1 : si - 8, sj) + dfs(i, j + 1, si, (j + 1) % 10 != 0 ? sj + 1 : sj - 8);
}
}
