【刷题21】BFS解决FloodFill算法专题

news2024/11/24 14:01:03

目录

  • 一、图像渲染
  • 二、岛屿数量
  • 三、岛屿的最大面积
  • 四、被环绕的区域

一、图像渲染

题目:
在这里插入图片描述
思路:

  • 如果起始位置的颜色(数值)与color相同,直接返回该数组
  • 上下左右一层一层的找与当前位置颜色相同的,并且该位置不越界,然后放入队列(是先不越界,再比较是否颜色相同)
  • 一个位置上下左右找完,将该位置的颜色变成color,然后pop
  • 注意:push到队列的下标有重复的可能,就continue,但是,continue前要pop,不然会死循环

在这里插入图片描述
代码:

class Solution {
public:
    int dx[4] = {-1,1,0,0};//行 上下左右
    int dy[4] = {0,0,-1,1};//列 上下左右
    vector<vector<int>> floodFill(vector<vector<int>>& image, int sr, int sc, int color) {
        int prev = image[sr][sc];// 起始位置的数字
        if(prev == color) return image;
        int row = image.size(), col = image[0].size();
        queue<pair<int,int>> q;
        q.push({sr, sc});
        while(!q.empty())
        {
            int k = q.size();
            while(k--)
            {
                int x1 = q.front().first;
                int y1 = q.front().second;
                if(image[x1][y1] == color)
                {
                    q.pop();//!
                    continue;
                }
                for(int i=0;i<4;i++)
                {
                    int x2 = x1 + dx[i];
                    int y2 = y1 + dy[i];
                    if(x2 >= 0 && x2 < row && y2 >= 0 && y2 < col && image[x1][y1] == image[x2][y2])
                    {
                        q.push({x2, y2});
                    }
                }
                image[x1][y1] = color;
                q.pop();
            }
        }
        return image;
    }
};

二、岛屿数量

题目:
在这里插入图片描述
思路:BFS+队列

  • 多一个bool类型的vim数组,初始化为false
  • 与上一题几乎相同,两层for循环,符合条件的就count++;不需要担心重复,因为有vim数组标记是否已经用过了
  • 队列——一层一层找字符1,当前位置的上下左右不越界、为字符1、没使用过的就进队列,然后当前位置标记为true(使用过了),队列头pop
  • 最后返回count

代码:

class Solution {
public:
    int dx[4] = {-1,1,0,0};
    int dy[4] = {0,0,-1,1};
    int n = 0, m = 0, count = 0;
    bool vim[300][300] = {false};
    int numIslands(vector<vector<char>>& grid) {
        n = grid.size();
        m = grid[0].size();
        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            for(int j=0; j<m; j++)
            {
                if(grid[i][j] == '1' && !vim[i][j])
                {
                    count++;
                    Bfs(grid, i, j);
                }
            }
        }
        return count;
    }
    void Bfs(vector<vector<char>>& grid, int x, int y)
    {
        queue<pair<int, int>> q;
        q.push({x, y});
        while(!q.empty())
        {
            int k = q.size();
            while(k--)
            {
                int x1 = q.front().first;
                int y1 = q.front().second;
                if(vim[x1][y1])
                {
                    q.pop();
                    continue;
                }
                for(int i=0; i<4; i++)
                {
                    int x2 = x1+dx[i];
                    int y2 = y1+dy[i];
                    if(x2>=0&&x2<n&&y2>=0&&y2<m && grid[x2][y2]=='1' && !vim[x2][y2])
                    {
                        q.push({x2, y2});
                    }
                }
                vim[x1][y1] = true;
                q.pop();
            }
        }
    }
};

三、岛屿的最大面积

题目:
在这里插入图片描述
思路:BFS+队列

  • 与上题思路相同,但是上题求的是岛屿数量,本题是岛屿的最大面积,都是用变量count计数,只是执行count++的位置不同。然后一个岛屿好了(队列为空)就更新下最大值

代码:

class Solution {
public:
    int dx[4] = {-1,1,0,0};
    int dy[4] = {0,0,-1,1};
    int n = 0, m = 0, Max = 0;
    bool vim[50][50] = {false};
    int maxAreaOfIsland(vector<vector<int>>& grid) {
        n = grid.size();
        m = grid[0].size();
        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            for(int j=0; j<m; j++)
            {
                if(grid[i][j] == 1 && !vim[i][j])
                {
                    Bfs(grid, i, j);
                }
            }
        }
        return Max;
    }
    void Bfs(vector<vector<int>> &grid, int x, int y)
    {
        queue<pair<int, int>> q;
        int count = 0;// 临时的 一个岛屿的面积
        q.push({x, y});
        while(!q.empty())
        {
            int k = q.size();
            while(k--)
            {
                // push上下左右
                int x1 = q.front().first;
                int y1 = q.front().second;
                if(vim[x1][y1])//!
                {
                    q.pop();
                    continue;
                }
                for(int i=0; i<4; i++)
                {
                    int x2 = x1+dx[i];
                    int y2 = y1+dy[i];
                    if(x2>=0&&x2<n&&y2>=0&&y2<m && grid[x2][y2]==1 && !vim[x2][y2])
                    {
                        q.push({x2, y2});
                    }
                }
                // 
                count++;
                vim[x1][y1] = true;
                q.pop();
            }
        }
        // 更新Max
        if(count > Max) Max = count;
    }
};

四、被环绕的区域

题目:
在这里插入图片描述

思路:Bfs+队列

  • 与上题思路类似
  • 正难则反,先从边界的位置入手,如果该岛屿是有临边界的,就不能变成X;反之,排除了边界的岛屿,那么只剩下中间的岛屿,就要全部变成X
  • 是边界的岛屿还要用另一个bool数组标记,最终标记过的就不用变成X,其他的全都要变成X

代码:

class Solution {
public:
    int dx[4] = {-1,1,0,0};
    int dy[4] = {0,0,-1,1};
    int n = 0, m = 0;
    bool vim[200][200] = {false};// 是否使用过
    bool flag[200][200] = {false};// 是否要变成X
    void solve(vector<vector<char>>& board) {
        n = board.size();
        m = board[0].size();
        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            for(int j=0; j<m; j++)
            {
                if(i>0 && i<n-1 && j>0 && j<m-1)
                {
                    continue;
                }
                if(board[i][j] == 'O' && !vim[i][j])
                {
                    Bfs(board, i, j);
                }
            }
        }
        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            for(int j=0; j<m; j++)
            {
                if(!flag[i][j])
                {
                    board[i][j] = 'X';
                }
            }
        }
    }
    void Bfs(vector<vector<char>>& board, int x, int y)
    {
        queue<pair<int, int>> q;
        q.push({x, y});
        while(!q.empty())
        {
            int k = q.size();
            while(k--)
            {
                int x1 = q.front().first;
                int y1 = q.front().second;
                if(vim[x1][y1])
                {
                    q.pop();
                    continue;
                }
                for(int i=0;i<4;i++)
                {
                    int x2 = x1+dx[i];
                    int y2 = y1+dy[i];
                    if(x2>=0&&x2<n&&y2>=0&&y2<m && board[x2][y2] == 'O' && !vim[x2][y2])
                    {
                        q.push({x2, y2});
                    }
                }
                vim[x1][y1] = true;
                flag[x1][y1] = true;
                q.pop();
            }
        }
    }
};

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