874.模拟行走机器人

目标

机器人在一个无限大小的 XY 网格平面上行走,从点 (0, 0) 处开始出发,面向北方。该机器人可以接收以下三种类型的命令 commands :

  • -2 :向左转 90 度
  • -1 :向右转 90 度
  • 1 <= x <= 9 :向前移动 x 个单位长度

在网格上有一些格子被视为障碍物 obstacles 。第 i 个障碍物位于网格点 obstacles[i] = (xi, yi) 。

机器人无法走到障碍物上,它将会停留在障碍物的前一个网格方块上,并继续执行下一个命令。

返回机器人距离原点的 最大欧式距离 的 平方 。(即,如果距离为 5 ,则返回 25 )

注意:

  • 北方表示 +Y 方向。
  • 东方表示 +X 方向。
  • 南方表示 -Y 方向。
  • 西方表示 -X 方向。
  • 原点 [0,0] 可能会有障碍物。

示例 1:

输入:commands = [4,-1,3], obstacles = []
输出:25
解释:
机器人开始位于 (0, 0):
1. 向北移动 4 个单位,到达 (0, 4)
2. 右转
3. 向东移动 3 个单位,到达 (3, 4)
距离原点最远的是 (3, 4) ,距离为 3^2 + 4^2 = 25

示例 2:

输入:commands = [4,-1,4,-2,4], obstacles = [[2,4]]
输出:65
解释:机器人开始位于 (0, 0):
1. 向北移动 4 个单位,到达 (0, 4)
2. 右转
3. 向东移动 1 个单位,然后被位于 (2, 4) 的障碍物阻挡,机器人停在 (1, 4)
4. 左转
5. 向北走 4 个单位,到达 (1, 8)
距离原点最远的是 (1, 8) ,距离为 1^2 + 8^2 = 65

示例 3:

输入:commands = [6,-1,-1,6], obstacles = []
输出:36
解释:机器人开始位于 (0, 0):
1. 向北移动 6 个单位,到达 (0, 6).
2. 右转
3. 右转
4. 向南移动 6 个单位,到达 (0, 0).
机器人距离原点最远的点是 (0, 6),其距离的平方是 6^2 = 36 个单位。

说明:

  • 1 <= commands.length <= 10^4
  • commands[i] 的值可以取 -2、-1 或者是范围 [1, 9] 内的一个整数。
  • 0 <= obstacles.length <= 10^4
  • -3 10^4 <= xi, yi <= 3 10^4
  • 答案保证小于 2^31

思路

二维平面的原点 (0, 0) 有一个机器人,开始时机器人面向北方。同时平面上还有一些障碍物 obstacles[i] = (xi, yi)。机器人可以根据指令 commands[i] 进行转向(-2 表示左转 90°-1 表示右转 90°)或者向前移动对应数量的格子,如果碰到障碍物则在障碍物前停止,并继续执行下一条指令,返回机器人距离原点的最大欧式距离,坐标 (x, y) 距离原点的欧式距离为 x^2 + y^2

由于机器人可能会往回走,最远的欧式距离可能在之前达到。

根据题目的指令描述模拟该过程,按照逆时针方向初始化上左下右四个方向的 (dx, dy)。初始方向 d = 0,左转时 d = (d + 1) % 4,右转时 d = (d + 3) % 4。为了判断下一格子是否有障碍物,可以使用哈希表 (rowi, coli_Set)保存障碍物的坐标。

网友题解是将坐标压缩到一个 int 中保存了,哈希表使用的是 Set<Integer>。由于坐标存在负值,这里还根据题目范围加了一个偏移量。

代码


/**
 * @date 2026-04-07 10:43
 */
public class RobotSim874 {

    public int robotSim(int[] commands, int[][] obstacles) {
        Map<Integer, Set<Integer>> map = new HashMap<>();
        for (int[] o : obstacles) {
            map.putIfAbsent(o[0], new HashSet<>());
            map.get(o[0]).add(o[1]);
        }
        int res = 0;
        int[] pos = new int[]{0, 0};
        int[][] directions = new int[][]{{0, 1}, {-1, 0}, {0, -1}, {1, 0}};
        int d = 0;
        for (int command : commands) {
            if (command == -1) {
                d = (d + 3) % 4;
            } else if (command == -2) {
                d = (d + 1) % 4;
            } else {
                while (command > 0) {
                    Set<Integer> set = map.get(pos[0] + directions[d][0]);
                    if (set != null &&
                            set.contains(pos[1] + directions[d][1])) {
                        break;
                    }
                    pos[0] += directions[d][0];
                    pos[1] += directions[d][1];
                    command--;
                }
                res = Math.max(res, pos[0] * pos[0] + pos[1] * pos[1]);
            }
        }
        return res;
    }

}

性能

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