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C++递归算法处理岛屿问题详解

发布:2023-03-03 09:30:01 59


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C++岛屿问题

岛屿问题定义

岛屿问题是指用二维数组进行模拟, 1的位置表示陆地, 0的位置表示海洋。岛屿是指 被水(0)包围的陆地(1) 如下图所示:

岛屿问题是一道典型的递归问题(一位大佬曾说将岛屿问题看成是4叉树,我觉得这个比喻非常好), 对每个陆地位置, 我们需要递归地检测它的上下左右位置是不是陆地。

下面我们来写一下对岛屿问题的递归模板:

    public void dfs(char[][] grid, int m, int n){
    	// 位置越界 或者 该位置已经被遍历过
        if(isBeyond(grid, m, n) || grid[m][n] == 2){
            return;
        }
        // 相应操作
        ........
        // 记录已经遍历过位置
        grid[m][n] = '2';
		// 递归遍历该陆地位置的上下左右位置
        dfs(grid, m-1, n);
        dfs(grid, m+1, n);
        dfs(grid, m, n-1);
        dfs(grid, m, n+1);
    }
	// 检测越界的函数
    boolean isBeyond(char[][] grid, int m, int n){
        if(m < 0 || m>=grid.length || n<0 || n>=grid[0].length){
            return true;
        }
        return false;
    }

这里说明一下,岛屿问题中的备忘录问题,为什么在递归的过程中需要建立这样一个备忘录,我们可以看如下图解:

如果不建立备忘录,在递归过程中,可能会出现同一位置被多次递归调用的情况,这样增加了时间复杂度

备忘录实现方法 : 本题的备忘录实现非常简单, 只需将已经遍历过的位置的值修改为2即可

例题一-岛屿的数量

题目描述: 求一个二维数组中存在的岛屿数量

对本题我们直接调用上述模板即可

class Solution {
    public int numIslands(char[][] grid) {
        int m = grid.length;
        int n = grid[0].length;
        int ans = 0;
        for(int i=0; i=grid.length || n<0 || n>=grid[0].length){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

例题二-岛屿的周长

ps:输入保证只有一个岛屿

分析:

我们可以分析每一个陆地元素,对结果的贡献度,如下图解,经过分析可得,当陆地与海洋接壤一次或者越界一次对岛屿总周长的贡献度+1

代码

class Solution {
    // 从一个陆地方块走向一个非陆地方块,就将岛屿面积加1
    public int islandPerimeter(int[][] grid) {
        int m = grid.length;
        int n = grid[0].length;
        int perimeter = 0;
        for(int i=0; i= grid.length || n >= grid[0].length){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

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参考资料

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