岛屿数量

题目描述
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','1','0','0','0'],
['1','1','0','0','0'],
['0','0','1','0','0'],
['0','0','0','1','1']
]
输出: 3
解释: 每座岛屿只能由水平和/或竖直方向上相邻的陆地连接而成。

这道题是可以使用一个经典的算法来解决的,那就是 Flood fill,以下的定义来自 维基百科:Flood fill 词条。

Flood fill 算法是从一个区域中提取若干个连通的点与其他相邻区域区分开(或分别染成不同颜色)的经典 算法。因为其思路类似洪水从一个区域扩散到所有能到达的区域而得名。在 GNU Go 和 扫雷 中,Flood Fill算法被用来计算需要被清除的区域。

“Flood” 我查了一下,作为动词是 “淹没;充满” 的意思,作为名词是 “洪水” 的意思。下面我们简单解释一下这个算法:

从一个区域中提取若干个连通的点与其他相邻区域区分开
从一个点扩散开,找到与其连通的点,这不是什么高深的算法,其实就是从一个点开始,进行一次 “深度优先遍历” 或者 “广度优先遍历”,通过 “深度优先遍历” 或者 “广度优先遍历” 发现一片连着的区域,对于这道题来说,就是从一个是 “陆地” 的格子开始进行一次 “深度优先遍历” 或者 “广度优先遍历”,把与之相连的所有的格子都标记上,视为发现了一个 “岛屿”。

说明:这里做 “标记” 的意思是,通过 “深度优先遍历” 或者 “广度优先遍历” 操作,我发现了一个新的格子,与起始点的那个格子是连通的,我们视为 “标记” 过,也可以说 “被访问过”。

那么每一次进行 “深度优先遍历” 或者 “广度优先遍历” 的条件就是:

1、这个格子是陆地 1,如果是水域 0 就无从谈论 “岛屿”;

2、这个格子不能是之前发现 “岛屿” 的过程中执行了 “深度优先遍历” 或者 “广度优先遍历” 操作,而被标记的格子(这句话说得太拗口了,大家意会即可,意会不了不是您的问题,是我表达的问题,直接看代码会清楚很多)。

作者:liweiwei1419
链接:https://leetcode-cn.com/problems/number-of-islands/solution/dfs-bfs-bing-cha-ji-python-dai-ma-java-dai-ma-by-l/
来源:力扣(LeetCode)
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Java代码

class Solution {

    // 方向数组,它表示了相对于当前位置的 4 个方向的横、纵坐标的偏移量,这是一个常见的技巧
    private static final int[][] directions = {{-1, 0}, {0, -1}, {1, 0}, {0, 1}};
    // 标记数组,标记了 grid 的坐标对应的格子是否被访问过
    private boolean[][] marked;
    // grid 的行数
    private int rows;
    // grid 的列数
    private int cols;
    private char[][] grid;

    public int numIslands(char[][] grid) {
        rows = grid.length;
        if (rows == 0) {
            return 0;
        }
        cols = grid[0].length;
        this.grid = grid;
        marked = new boolean[rows][cols];
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < cols; j++) {
                // 如果是岛屿中的一个点,并且没有被访问过
                // 就进行深度优先遍历
                if (!marked[i][j] && grid[i][j] == '1') {
                    count++;
                    dfs(i, j);
                }
            }
        }
        return count;
    }

    // 从坐标为 (i,j) 的点开始进行深度优先遍历
    private void dfs(int i, int j) {
        marked[i][j] = true;
        // 得到 4 个方向的坐标
        for (int k = 0; k < 4; k++) {
            int newX = i + directions[k][0];
            int newY = j + directions[k][1];
            // 如果不越界、没有被访问过、并且还要是陆地
            if (inArea(newX, newY) && grid[newX][newY] == '1' && !marked[newX][newY]) {
                dfs(newX, newY);
            }
        }
    }

    // 封装成 inArea 方法语义更清晰
    private boolean inArea(int x, int y) {
        // 等于号不要忘了
        return x >= 0 && x < rows && y >= 0 && y < cols;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        char[][] grid1 = {
                {'1', '1', '1', '1', '0'},
                {'1', '1', '0', '1', '0'},
                {'1', '1', '0', '0', '0'},
                {'0', '0', '0', '0', '0'}};
        int numIslands1 = solution.numIslands(grid1);
        System.out.println(numIslands1);

        char[][] grid2 = {
                {'1', '1', '0', '0', '0'},
                {'1', '1', '0', '0', '0'},
                {'0', '0', '1', '0', '0'},
                {'0', '0', '0', '1', '1'}};
        int numIslands2 = solution.numIslands(grid2);
        System.out.println(numIslands2);
    }

}

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