隐藏
Single

图论(一) 岛屿问题

200. 岛屿数量

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。

 

示例 1:

输入:grid = [
  ["1","1","1","1","0"],
  ["1","1","0","1","0"],
  ["1","1","0","0","0"],
  ["0","0","0","0","0"]
]
输出:1

示例 2:

输入:grid = [
  ["1","1","0","0","0"],
  ["1","1","0","0","0"],
  ["0","0","1","0","0"],
  ["0","0","0","1","1"]
]
输出:3

思路:

遇到一个没有遍历过的节点陆地,计数器就加一,然后把该节点陆地所能遍历到的陆地都标记上。

在遇到标记过的陆地节点和海洋节点的时候直接跳过。 这样计数器就是最终岛屿的数量。

那么可以DFS也可以BFS

深度优先搜素(DFS)版代码:

class Solution {

public:

    int numIslands(vector<vector<char>>& grid) {

        vector<vector<bool>> visited(grid.size(),

                                     vector<bool>(grid[0].size(), false));

        int res = 0;

        for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {

            for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {

                if (!visited[i][j] && grid[i][j] == '1') {

                    res++;

                    dfs(grid, visited, i, j);

                }

            }

        }

        return res;

    }

    int dir[4][2] = {{0, 1},   // 右

                     {1, 0},   // 下

                     {-1, 0},  // 上

                     {0, -1}}; // 左

    void dfs(const vector<vector<char>>& grid, vector<vector<bool>>& visited,

             int x, int y) {

        if (visited[x][y] || grid[x][y] == '0')

            return;

        visited[x][y] = true;

        for (int i = 0; i < 4; i++) {

            int nextx = x + dir[i][0];

            int nexty = y + dir[i][1];

            if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 ||

                nexty >= grid[0].size()) {

                continue;

            }

            dfs(grid, visited, nextx, nexty);

        }

    }

};

广度优先搜索(BFS)版代码:

class Solution {

public:

    int numIslands(vector<vector<char>>& grid) {

        vector<vector<bool>> visited(grid.size(),

                                     vector<bool>(grid[0].size(), false));

        int res = 0;

        for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {

            for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {

                if (!visited[i][j] && grid[i][j] == '1') {

                    res++;

                    bfs(grid, visited, i, j);

                }

            }

        }

        return res;

    }

    int dir[4][2] = {{0, 1},   // 右

                     {1, 0},   // 下

                     {-1, 0},  // 上

                     {0, -1}}; // 左

    void bfs(const vector<vector<char>>& grid, vector<vector<bool>>& visited,

             int x, int y) {

        queue<pair<int, int>> que;

        que.push({x, y});//起始节点加入队列

        visited[x][y] = true; // 只要加入队列,立刻标记

        while (!que.empty()) {

            //从队列中取元素

            pair<int, int> cur = que.front();

            que.pop();

            int curx = cur.first;

            int cury = cur.second;

           

            for (int i = 0; i < 4; i++) {

                int nextx = curx + dir[i][0];

                int nexty = cury + dir[i][1];

                if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 ||

                    nexty >= grid[0].size())

                    continue; // 越界了,直接跳过

                if (!visited[nextx][nexty] && grid[nextx][nexty] == '1') {

                    que.push({nextx, nexty});

                    visited[nextx][nexty] = true; // 只要加入队列立刻标记

                }

            }

        }

    }

};

695. 岛屿的最大面积

给你一个大小为 m x n 的二进制矩阵 grid 。

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 。

 

示例 1:

输入:grid = [[0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0],[0,1,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0],[0,1,0,0,1,1,0,0,1,0,1,0,0],[0,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1,0,0],[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0],[0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0],[0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0]]
输出:6
解释:答案不应该是 11 ,因为岛屿只能包含水平或垂直这四个方向上的 1

示例 2:

输入:grid = [[0,0,0,0,0,0,0,0]]
输出:0

思路:

这道题目也是 dfs bfs基础类题目,就是搜索每个岛屿上“1”的数量,然后取一个最大的。

本题思路上比较简单,难点其实都是 dfs 和 bfs的理论基础。

dfs处理当前节点的相邻节点,即在主函数遇到岛屿就计数为1,dfs处理接下来的相邻陆地
代码如下:

class Solution {

public:

    int maxAreaOfIsland(vector<vector<int>>& grid) {

        int res = 0;

        vector<vector<bool>> visited(grid.size(),

                                     vector<bool>(grid[0].size(), 0));

        for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {

            for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {

                if (!visited[i][j] && grid[i][j] == 1) {

                    count = 1;

                    visited[i][j] = true;

                    dfs(grid, visited, i, j);

                    res = max(res, count);

                }

            }

        }

        return res;

    }

    int dir[4][2] = {0, 1, 1, 0, -1, 0, 0, -1};

    int count = 0;

    void dfs(vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x,

             int y) {

        for (int i = 0; i < 4; i++) {

            int nextx = x + dir[i][0];

            int nexty = y + dir[i][1];

            if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 ||

                nexty >= grid[0].size()) {

                continue;

            }

            if (!visited[nextx][nexty] && grid[nextx][nexty] == 1) {

                visited[nextx][nexty] = true;

                count++;

                dfs(grid, visited, nextx, nexty);

            }

        }

    }

};

bfs版:

class Solution {

public:

    int maxAreaOfIsland(vector<vector<int>>& grid) {

        int res = 0;

        vector<vector<bool>> visited(grid.size(),

                                     vector<bool>(grid[0].size(), 0));

        for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {

            for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {

                if (!visited[i][j] && grid[i][j] == 1) {

                    count = 1;

                    visited[i][j] = true;

                    bfs(grid, visited, i, j);

                    res = max(res, count);

                }

            }

        }

        return res;

    }

    int dir[4][2] = {0, 1, 1, 0, -1, 0, 0, -1};

    int count = 0;

    void bfs(vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x,

             int y) {

        queue<pair<int, int>> que;

        que.push({x, y}); // 起始节点

        visited[x][y] = true;

        while (!que.empty()) {

            pair<int, int> cur = que.front();

            que.pop();

            int curx = cur.first;

            int cury = cur.second;

            for (int i = 0; i < 4; i++) {

                int nextx = curx + dir[i][0];

                int nexty = cury + dir[i][1];

                if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 ||

                    nexty >= grid[0].size()) {

                    continue;

                }

                if (!visited[nextx][nexty] && grid[nextx][nexty] == 1) {

                    visited[nextx][nexty] = 1;

                    count++;

                    que.push({nextx, nexty});

                }

            }

        }

    }

};

463. 岛屿的周长

给定一个 row x col 的二维网格地图 grid ,其中:grid[i][j] = 1 表示陆地, grid[i][j] = 0 表示水域。

网格中的格子 水平和垂直 方向相连(对角线方向不相连)。整个网格被水完全包围,但其中恰好有一个岛屿(或者说,一个或多个表示陆地的格子相连组成的岛屿)。

岛屿中没有“湖”(“湖” 指水域在岛屿内部且不和岛屿周围的水相连)。格子是边长为 1 的正方形。网格为长方形,且宽度和高度均不超过 100 。计算这个岛屿的周长。

 

示例 1:

输入:grid = [[0,1,0,0],[1,1,1,0],[0,1,0,0],[1,1,0,0]]
输出:16
解释:它的周长是上面图片中的 16 个黄色的边

示例 2:

输入:grid = [[1]]
输出:4

示例 3:

输入:grid = [[1,0]]
输出:4

思路:

岛屿问题最容易让人想到BFS或者DFS,避免大家惯性思维,这题是不用的。

那遍历图去推就好。

当检测到陆地时,只需检查右和下是否有陆地,如有则减2就好。

代码如下:

class Solution {

public:

    int islandPerimeter(vector<vector<int>>& grid) {

        int dir[4][2] = {0, 1, 1, 0, -1, 0, 0, -1};

        int res = 0;

        for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {

            for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {

                if (grid[i][j] == 1) {

                    res += 4;

                    for (int k = 0; k < 2; k++) {

                        int nextx = i + dir[k][0];

                        int nexty = j + dir[k][1];

                        if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 ||

                            nexty >= grid[0].size()) {

                            continue;

                        }

                        if (grid[nextx][nexty] == 1) {

                            res -= 2;

                        }

                    }

                }

            }

        }

        return res;

    }

};

 

暂无评论

发表评论

HTMLCOPY