描述
这是一篇面对初级coder的题解。
知识点:搜索(BFS、DFS) 二维vector使用
难度:二星
题解
给一个01矩阵,1代表是陆地,0代表海洋, 如果两个1相邻,那么这两个1属于同一个岛。我们只考虑上下左右为相邻岛屿: 相邻陆地可以组成一个岛屿(相邻:上下左右) 判断岛屿个数。
分析:
由于寻找的岛屿形不规整,动态规划时容易造成岛屿的分离 所以采用搜索算法
对每一个等于“1”的点(岛屿)向其四个方向搜索 为节约空间 采用不保留原数组的形式,直接在原数组上置零:
方法一:深度优先搜索(DFS)
对于每一个等于‘1’的点:岛屿 递归进行深度优先搜索,
class Solution { public: int a[4]={1,0,-1,0};//便于遍历四个方向 int b[4]={0,1,0,-1}; int dfs(vector<vector<char> >& grid,int i,int j,int l,int w){ grid[i][j]='0';//原数组上清零 for(int k=0;k<4;k++){//四个方向 if(i+a[k]>=0&&i+a[k]<l&&j+b[k]>=0&&j+b[k]<w&&grid[i+a[k]][j+b[k]]=='1'){//相邻1 dfs(grid,i+a[k],j+b[k],l,w);//dfs 递归 用函数自带的栈 } } return 0; } int solve(vector<vector<char> >& grid) { int ans=0;//返回答案 int l=grid.size() ,w=grid[0].size();//矩阵长宽 for (int i=0;i<l;i++){//双重循环 for (int j=0;j<=w;j++) { if(grid[i][j]=='1'){//上岛屿 dfs(grid,i,j,l,w);//dfs ans++;//岛屿数量+1 } } } return ans; // write code here } };
时间复杂度:其中 和 分别为行数和列数,双重遍历时间
空间复杂的:在最坏情况下,整个网格均为陆地,深度优先搜索的深度达到
运行时间: 8 ms 占用内存:676K
方法二:广度优先搜索(BFS)
对于每一个等于‘1’的点:岛屿 递归进行广度优先搜索,
采用一个队列存元素 不断将搜索到的元素加入队列 同时将队列中元素对应点置空 出队列。
class Solution { public: struct point{ //定义点结构体方便维护队列 int x; int y; }; int a[4]={1,0,-1,0};//便于遍历四个方向 int b[4]={0,1,0,-1}; int bfs(vector<vector<char> >& grid,int i,int j,int l,int w){ int ans=1; queue<point> q;//定义队列存点 point tmp1,tmp2;//队列一次存x,y坐标 tmp1.x=i; tmp1.y=j; grid[tmp1.x][tmp1.y]='0';//原数组清零 q.push(tmp1); while(q.size()!=0){//直至队列为空 tmp1=q.front();//取队列头 q.pop();//出队列 for(int i=0;i<4;i++){//四个方向 if(tmp1.x+a[i]>=0&&tmp1.x+a[i]<l&&tmp1.y+b[i]>=0&&tmp1.y+b[i]<w&&grid[tmp1.x+a[i]][tmp1.y+b[i]]=='1'){ //相邻1的四个点 不是边界外且等于1(是岛屿) tmp2.x=tmp1.x+a[i];//存队列x tmp2.y=tmp1.y+b[i];//存队列y grid[tmp2.x][tmp2.y]='0';//原数组清零 q.push(tmp2);//入队列 ans++;//计数++ } } } return 1; } int solve(vector<vector<char> >& grid) { int ans=0;//返回答案 int l=grid.size() ,w=grid[0].size();//矩阵长宽 for (int i=0;i<l;i++){ for (int j=0;j<=w;j++) { if(grid[i][j]=='1')//是岛屿 ans+=bfs(grid,i,j,l,w);//bfs } } return ans; // write code here } };
时间复杂度:其中 和 分别为行数和列数,双重遍历时间
空间复杂的:在最坏情况下,整个网格均为陆地,广度优先搜索的队列长度达到
运行时间: 7 ms 占用内存:716K
总结
对于这两个搜索方法,其实我们是可以轻松的看出来,他们有许多差异与许多相同点的。
1.数据结构上的运用
DFS用递归的形式,用到了栈结构,先进后出。
BFS选取状态用队列的形式,先进先出。
2.复杂度
DFS的复杂度与BFS的复杂度大体一致,不同之处在于遍历的方式与对于问题的解决出发点不同,DFS适合目标明确,而BFS适合大范围的寻找。
3.思想
思想上来说这两种方法都是穷竭列举所有的情况。