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刷题训练之解决 FloodFill 算法

Spinach菠菜 2024-10-13 阅读 9

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🌟前言分析

最早博主续写了牛客网130道题,这块的刷题是让同学们快速进入C语言,而我们学习c++已经有一段时间了,知识储备已经足够了但缺少了实战,面对这块短板博主续写刷题训练,针对性学习,把相似的题目归类,系统的刷题,而我们刷题的官网可以参考:​​​​​​

⭐知识讲解

基本思想:  

  • 采用 dfs 解决问题

🌙topic-->1

题目分析:

有一幅以 m x n 的二维整数数组表示的图画 image ,其中 image[i][j] 表示该图画的像素值大小。你也被给予三个整数 sr ,  sc 和 color 。你应该从像素 image[sr][sc] 开始对图像进行上色 填充 

算法原理:

  • 解法:采用FloodFill 算法

代码演示:

class Solution {
typedef pair<int, int> PII;
int dx[4] = {0, 0, 1, -1};
int dy[4] = {1, -1, 0, 0};

public:
vector<vector<int>> floodFill(vector<vector<int>>& image, int sr, int sc,int color)
{
int prev = image[sr][sc];
if (prev == color)
return image;
int m = image.size(), n = image[0].size();
queue<PII> q;
q.push({sr, sc});
while (!q.empty()) {
auto [a, b] = q.front();
image[a][b] = color;
q.pop();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int x = a + dx[i], y = b + dy[i];
if (x >= 0 && x < m 0 && y < n && image[x][y] == prev) {
q.push({x, y});
}
}
}

return image;
}
};

🌙topic-->2

题目分析:

给你一个由 '1'(陆地)和 '0'(水)组成的的二维网格,请你计算网格中岛屿的数量。

岛屿总是被水包围,并且每座岛屿只能由水平方向和/或竖直方向上相邻的陆地连接形成。

此外,你可以假设该网格的四条边均被水包围。

算法原理:

  • 解法:采用FloodFill 算法

代码演示:

class Solution {
int dx[4] = {1, -1, 0, 0};
int dy[4] = {0, 0, 1, -1};
bool vis[301][301];
int m, n;

public:
int numIslands(vector<vector<char>>& grid) {
m = grid.size(), n = grid[0].size();
int ret = 0;
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (grid[i][j] == '1' && !vis[i][j]) {
ret++;
bfs(grid, i, j); // 把这块陆地全部标记⼀下
}
}
}
return ret;
}
void bfs(vector<vector<char>>& grid, int i, int j) {
queue<pair<int, int>> q;
q.push({i, j});
vis[i][j] = true;
while (q.size()) {
auto [a, b] = q.front();
q.pop();
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int x = a + dx[k], y = b + dy[k];
if (x >= 0 && x < m 0 && y < n && grid[x][y] == '1' &&
!vis[x][y]) {
q.push({x, y});
vis[x][y] = true;
}
}
}
}
};

🌙topic-->3

题目分析:

岛屿 是由一些相邻的 1 (代表土地) 构成的组合,这里的「相邻」要求两个 1 必须在 水平或者竖直的四个方向上 相邻。你可以假设 grid 的四个边缘都被 0(代表水)包围着。

岛屿的面积是岛上值为 1 的单元格的数目。

计算并返回 grid 中最大的岛屿面积。如果没有岛屿,则返回面积为 0 。

算法原理:

  • 解法:采用FloodFill 算法

代码演示:

class Solution {
int dx[4] = {0, 0, 1, -1};
int dy[4] = {1, -1, 0, 0};
bool vis[51][51];
int m, n;

public:
int maxAreaOfIsland(vector<vector<int>>& grid) {
m = grid.size(), n = grid[0].size();
int ret = 0;
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (grid[i][j] == 1 && !vis[i][j]) {
ret = max(ret, bfs(grid, i, j));
}
}
}
return ret;
}
int bfs(vector<vector<int>>& grid, int i, int j) {
int count = 0;
queue<pair<int, int>> q;
q.push({i, j});
vis[i][j] = true;
count++;
while (q.size()) {
auto [a, b] = q.front();
q.pop();
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int x = a + dx[k], y = b + dy[k];
if (x >= 0 && x < m 0 && y < n && grid[x][y] == 1 &&
!vis[x][y]) {
q.push({x, y});
vis[x][y] = true;
count++;
}
}
}
return count;
}
};

🌙topic-->4

题目分析:

给你一个 m x n 的矩阵 board ,由若干字符 'X' 和 'O' 组成,捕获 所有 被围绕的区域

  • 连接:一个单元格与水平或垂直方向上相邻的单元格连接。
  • 区域:连接所有 'O' 的单元格来形成一个区域。
  • 围绕:如果您可以用 'X' 单元格 连接这个区域,并且区域中没有任何单元格位于 board 边缘,则该区域被 'X' 单元格围绕。

通过将输入矩阵 board 中的所有 'O' 替换为 'X' 来 捕获被围绕的区域

算法原理:

  • 解法:采用FloodFill 算法

代码演示:

class Solution {
int dx[4] = {0, 0, 1, -1};
int dy[4] = {1, -1, 0, 0};
int m, n;

public:
void solve(vector<vector<char>>& board) {
m = board.size(), n = board[0].size();
// 1. 先处理边界上的 'O' 联通块,全部修改成 '.'
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (board[0][j] == 'O')
bfs(board, 0, j);
if (board[m - 1][j] == 'O')
bfs(board, m - 1, j);
}
for (int i = 0; i < m; i++) {
if (board[i][0] == 'O')
bfs(board, i, 0);
if (board[i][n - 1] == 'O')
bfs(board, i, n - 1);
}
// 2. 还原
for (int i = 0; i < m; i++)
for (int j = 0; j < n; j++)
if (board[i][j] == 'O')
board[i][j] = 'X';
else if (board[i][j] == '.')
board[i][j] = 'O';
}
void bfs(vector<vector<char>>& board, int i, int j) {
queue<pair<int, int>> q;
q.push({i, j});
board[i][j] = '.';
while (q.size()) {
auto [a, b] = q.front();
q.pop();
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int x = a + dx[k], y = b + dy[k];
if (x >= 0 && x < m 0 && y < n && board[x][y] == 'O') {
q.push({x, y});
board[x][y] = '.';
}
}
}
}
};

🌟结束语

       今天内容就到这里啦,时间过得很快,大家沉下心来好好学习,会有一定的收获的,大家多多坚持,嘻嘻,成功路上注定孤独,因为坚持的人不多。那请大家举起自己的小手给博主一键三连,有你们的支持是我最大的动力💞💞💞,回见。

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