骑士在棋盘上的概率

2024-12-07

题目:

在一个 n x n 的国际象棋棋盘上,一个骑士从单元格 (row, column) 开始,并尝试进行 k 次移动。行和列是 从 0 开始 的,所以左上单元格是 (0,0) ,右下单元格是 (n - 1, n - 1)

象棋骑士有 8 种可能的走法,如下图所示。每次移动在基本方向上是两个单元格,然后在正交方向上是一个单元格。

img

每次骑士要移动时,它都会随机从 8 种可能的移动中选择一种(即使棋子会离开棋盘),然后移动到那里。

骑士继续移动,直到它走了 k 步或离开了棋盘。返回 骑士在棋盘停止移动后仍留在棋盘上的概率

示例 1:

输入: n = 3, k = 2, row = 0, column = 0
输出: 0.0625
解释: 有两步(到(1,2),(2,1))可以让骑士留在棋盘上。
在每一个位置上,也有两种移动可以让骑士留在棋盘上。
骑士留在棋盘上的总概率是0.0625。

示例 2:

输入: n = 1, k = 0, row = 0, column = 0
输出: 1.00000

提示:

  • 1 <= n <= 25
  • 0 <= k <= 100
  • 0 <= row, column <= n - 1

思路:

image-20241207100422044

代码:

class Solution {
    static constexpr int DIRS[8][2] = { {2, 1}, {1, 2}, {-1, 2}, {-2, 1}, {-2, -1}, {-1, -2}, {1, -2}, {2, -1} };
public:
    double knightProbability(int n, int k, int row, int column) {
        vector<vector<vector<double>>> memo(k + 1, vector<vector<double>>(n, vector<double>(n)));
        auto dfs = [&](auto& dfs, int k, int i, int j) -> double {
            if (i < 0 || i >= n || j < 0 || j >= n) {
                return 0;
            }
            if (k == 0) {
                return 1;
            }
            double& res = memo[k][i][j]; // 注意这里是引用
            if (res) { // 之前计算过
                return res;
            }
            for (auto& [dx, dy] : DIRS) {
                res += dfs(dfs, k - 1, i + dx, j + dy);
            }
            res /= 8;
            return res;
        };
        return dfs(dfs, k, row, column);
    }
};