LeetCode题解：874. 模拟行走机器人，模拟情境，JavaScript，详细注释

[chencl1986]

原题链接：https://leetcode-cn.com/problems/walking-robot-simulation/

解题思路：

参考了图解【模拟行走机器人】。

1. 明确题意：
   • 需要计算的是机器人所有经过的路径点的最大欧式距离的平方。也就是说，如果当前命令是让机器人行走4，机器人会走过1、2、3、4，一共4个位置，每个位置都要计算。
   • 欧式距离的平方，指的是当前坐标到原点(0,0)的距离的平方。
2. 如何控制机器人方向：
   • X轴使用数组directionX = [0, 1, 0, -1]表示方向。
   • Y轴使用数组directionY = [1, 0, -1, 0]表示方向。
   • 数组中的1，表示向当前指示的方向行走一步，正负表示在坐标轴的方向是正向还是负向。
   • 使用索引direction来表示当前前进方向。
   • 初始状态为向北，对应在坐标轴的方向为Y轴正向，即两个数组的索引都为0。
   • 从初始状态向左旋转，就是从Y轴正向，转为X轴负向，对应的索引为3。因此如果要控制机器人向左旋转，只要将当前索引加3。
   • 从初始状态向右旋转，就是从Y轴正向，转为X轴正向，对应的索引为1。因此如果要控制机器人向右旋转，只要将当前索引加1。
3. 如何控制机器人行走：
   • 我们实际上无需描绘机器人的行走路径，只需要知道当前机器人所在的坐标x, y，即可计算欧氏距离的平方。因此行走就转换为计算当前坐标。
   • 如果接收到行走命令为4，即为机器人行走4次，每次都在当前方向行走1。
   • 如果当前方向为北，对应方向索引为0，可在数组中查找到directionX[0]为0，directionY[0]为1，即可表示向Y轴行走1。
   • 因此新坐标的计算方式为为：

   const newX = x + directionX[direction];
   const newY = y + directionY[direction];
   

4. 如何判断机器人是否遇到障碍物：
   • 障碍物不止一个，并且分布在地图中的各处，因此每走一步都要判断所有障碍点。
   • 可以将障碍物都存储在Set中，行走时先计算预计达到的坐标，并判断该坐标是否存在于Set中。
   • 如果是不存在，才将newX, newY更新到x, y中，作为新坐标。如果存在则不更新，机器人自动停止在了障碍物之前位置x, y。

/**
 * @param {number[]} commands
 * @param {number[][]} obstacles
 * @return {number}
 */
var robotSim = function (commands, obstacles) {
  // 机器人行走方向
  // 存储X轴方向以及行走的步数，1表示向X轴正方向走一步，-1表示X轴负方向走一步
  const directionX = [0, 1, 0, -1];
  // 存储Y轴方向，1表示Y轴正方向走一步，-1表示Y轴负方向走一步
  const directionY = [1, 0, -1, 0];
  // 缓存方向数组的长度，用于确定转向操作后取余
  const directionLength = directionX.length;
  // 用于表示当前的前进方向，是directionX和directionY的索引
  // 例如direction为0，选中directionX[0]为0，directionY[0]为1
  // 表示当前行走方向向是Y轴正向，即向北
  let direction = 0;

  // 机器人当前位置坐标
  let x = 0;
  let y = 0;

  // 最大欧氏距离的平方
  let maxDistance = 0;

  // 由于每走一步，需要判断是否遇到任何一个障碍点，因此使用Set保存所有障碍点，用于快速判断
  // 如果要走的点坐标与障碍物坐标重合，即为遇到障碍物
  let obstacleSet = new Set(obstacles.map((obstacle) => obstacle.toString()));

  // 遍历每个命令，按照命令指导机器人行动
  for (const command of commands) {
    if (command === -2) {
      // 机器人向左旋转90度，进行取余操作，避免索引超出数组长度
      direction = (direction + 3) % directionLength;
    } else if (command === -1) {
      // 机器人向右旋转90度
      direction = (direction + 1) % directionLength;
    } else {
      // 向前移动时，每次移动一步，便于判断是否移动到障碍点
      for (let i = 0; i < command; i++) {
        // 计算新的X轴和Y轴坐标，需要在判断是否与障碍物从何后，再决定是否行走
        // 根据direction索引，选取方向数组中的相应方向的步数，确定下一个点的坐标
        const newX = x + directionX[direction];
        const newY = y + directionY[direction];
        // 计算用于对比是否障碍点的key
        const newPointKey = `${newX},${newY}`;

        // 如果新坐标存在与Set中，表示当前坐标与障碍物重合，不可以继续行走
        if (obstacleSet.has(newPointKey)) {
          // 退出循环，即为终止行走，即停留在障碍物之前的点上
          // 由于上一步行走时，欧式距离的平方已经计算过，在此无需计算
          break;
        } else {
          // 将机器人行走到新坐标
          x = newX;
          y = newY;
          // 计算当前欧式距离的平方
          const distance = x * x + y * y;
          // 计算最大欧氏距离的平方
          maxDistance = Math.max(distance, maxDistance);
        }
      }
    }
  }

  return maxDistance;
};