Java 如何在董事会中找到最赚钱的途径

假设我们有一个这样的董事会：

我们希望通过以下移动模式从左到右找到最有利可图的路径：

例如，在该董事会中，最赚钱的途径是：

i、 e.{2,0}->{2,1}->{3,2}->{3,3}

我编写了以下代码：

import java.util.*;

public final class Board {

    private final int[][] board;
    private final int n;

    public Board(int n) {
        board = new int[n][n];
        this.n = n;
        generateBoard();
    }

    public static class Node {

        public int x;
        public int y;
        public int value;

        public Node(int x, int y, int value) {
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.value = value;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "{" + x + ", " + y + "}";
        }

    }

    public static class Path implements Comparable<Path> {

        private LinkedList<Node> path = new LinkedList<>();

        public Path() {
        }

        public Path(List<Node> nodes) {
            this.path.addAll(nodes);
        }

        public void addLast(Node node) {
            path.addLast(node);
        }

        public void removeLast() {
            path.removeLast();
        }

        public List<Node> get() {
            return path;
        }

        public int getProfit() {
            return path.stream().map(node -> node.value).mapToInt(value -> value).sum();
        }

        @Override
        public String toString() {
            return path.toString();
        }

        @Override
        public int compareTo(Path o) {
            return getProfit() > o.getProfit() ? 1 : -1;
        }

    }

    public void generateBoard() {
        Random random = new Random();
        for (int x = 0; x < n; x++) {
            for (int y = 0; y < n; y++) {
                board[x][y] = random.nextInt(200) + 1 - 100;
            }
        }
    }

    public void printBoard() {
        for (int[] b : board) {
            System.out.println(Arrays.toString(b));
        }
    }

    public Path findTheMostProfitablePath() {
        TreeSet<Path> paths = new TreeSet<>();
        for (int x = 0; x < n; x++) {
            visit(new Node(x, 0, board[x][0]), paths);
        }
        return paths.last();
    }

    private void visit(Node root, Collection<Path> paths) {
        Stack<Node> stack = new Stack<>();
        stack.add(root);
        Node node;
        Path currentPath = new Path();
        while (!stack.isEmpty()) {
            node = stack.pop();
            currentPath.addLast(node);
            List<Node> children = getChildren(node.x, node.y);
            if (children == null) {
                paths.add(new Path(currentPath.get()));
                currentPath.removeLast();
            } else {
                stack.addAll(children);
            }
        }
    }

    private List<Node> getChildren(int x, int y) {
        if (y == n - 1) {
            return null;
        }
        y++;
        List<Node> children = new LinkedList<>();
        if (x == 0) {
            children.add(new Node(x, y, board[x][y]));
            children.add(new Node(x + 1, y, board[x + 1][y]));
        } else if (x == n - 1) {
            children.add(new Node(x - 1, y, board[x - 1][y]));
            children.add(new Node(x, y, board[x][y]));
        } else {
            children.add(new Node(x - 1, y, board[x - 1][y]));
            children.add(new Node(x, y, board[x][y]));
            children.add(new Node(x + 1, y, board[x + 1][y]));
        }
        return children;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Board board = new Board(3);
        System.out.println("Board :");
        board.printBoard();
        System.out.println("\nThe most profitable path :\n" + board.findTheMostProfitablePath());
    }

}

我的代码怎么了

我知道这不是找到最赚钱路径的最佳算法，而且速度非常慢。 在

n*n

电路板中，路径数为：

n * 2 ^ (n-1) < number of paths < n * 3 ^ (n-1)

n*2^（n-1）<路径数

在这个算法中，我们检查所有路径以找到最有利的路径

谢谢。

您正在解决的问题通常是NP完全问题。但是，在您的情况下，您实际上有一个，因此使用以下递推公式可以得到一个有效的解决方案：

D(i,-1) = D(i,m) = -INFINITY //out of bounds
D(-1,j) = 0   [  j>=0  ]     //succesful path
D(i,j) = max{ D(i-1, j-1) , D(i-1,j),D(i-1,j+1)} + A[i][j] //choose best out of 3

通过应用实现该公式的技术，可以获得有效的

O（n*m）

最优解

---

完成后，只需在最右边的一列上进行简单扫描，即可找到“最赚钱”路径的目的地，您可以从那里重新构建实际路径，方法是回顾上述内容，并在每一步写下每个决策。

a）算法不好。有一个线性时间算法（电路板上的方块数为线性）。B） 算法的问题在于

visit

方法。它做了一些不该做的事t@user3767784你有什么不清楚的？您熟悉动态规划的概念吗？如果不是，你应该读一读，它是一个强大的工具。在您熟悉它之后，您应该能够从这个答案中了解如何找到有效的解决方案。关于一般情况下的NP完全问题，而你的问题是DAG——这是一个很好的事实，但理解所提出的DP解决方案并不重要。

D(i,-1) = D(i,m) = -INFINITY //out of bounds
D(-1,j) = 0   [  j>=0  ]     //succesful path
D(i,j) = max{ D(i-1, j-1) , D(i-1,j),D(i-1,j+1)} + A[i][j] //choose best out of 3