【图论】200. 岛屿问题

200. 岛屿问题

难度:中等

力扣地址:https://leetcode.cn/studyplan/top-100-liked/

问题描述

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

提示:

  • m == grid.length
  • n == grid[i].length
  • 1 <= m, n <= 300
  • grid[i][j] 的值为 '0''1'

问题分析

有没有小伙伴跟我一样,这类题目一看就想尝试一下深度优先遍历 DFS ?

DFS 写起来比较简单,也比较容易理解,所以真心推荐合适场景下考虑 DFS。

如下图所示,白色筷子表示 "水",也就是遍历时的边界。

所以接下的问题就非常简单,我们从 (0, 0) 这个坐标出发,如果是陆地就 travel,也就是 DFS 遍历,如果是水,就修改方向,如果没有地方去了,就切换到下一个陆地。

(为了更好理解,我们可以考虑:把经过的陆地,全部都换成水,避免下次还来这个地方)

解题代码

对应的 C++ 代码如下:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    void travel(vector<vector<char>>& grid, int x, int y) {
        // 遇到边界或没有可访问的点
        if (x >= grid.size() || x < 0 || y >= grid[0].size() || y < 0 || grid[x][y] == '0') {
            return;
        }
        // 标记一下已经访问
        grid[x][y] = '0';
        // 四个方向 travel
        travel(grid, x + 1, y);
        travel(grid, x - 1, y);
        travel(grid, x, y + 1);
        travel(grid, x, y - 1);
    }

    int numIslands(vector<vector<char>>& grid) {
        // 记录结果
        int result = 0;

        // 根据 (i, j) 开始尝试 travel
        for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {
            for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {
                // 如果遇到的这个点是陆地
                if (grid[i][j] == '1') {
                    // 开始travel
                    travel(grid, i, j);
                    // travel 结束后 + 1,表示那一片陆地已经访问过了
                    result += 1;
                }
            }
        }
        return result;
    }
};
  • 时间复杂度:O(MN)
  • 空间复杂度:O(MN)

对应的 java 代码如下:

java 复制代码
class Solution {
    // 定义 travel 方法
    public void travel(char[][] grid, int x, int y) {
        // 遇到边界或没有可访问的点
        if (x >= grid.length || x < 0 || y >= grid[0].length || y < 0 || grid[x][y] == '0') {
            return;
        }
        // 标记已经访问过的点
        grid[x][y] = '0';
        // 四个方向进行递归调用
        travel(grid, x + 1, y);
        travel(grid, x - 1, y);
        travel(grid, x, y + 1);
        travel(grid, x, y - 1);
    }

    // 定义 numIslands 方法
    public int numIslands(char[][] grid) {
        // 记录结果
        int result = 0;

        // 遍历整个网格
        for (int i = 0; i < grid.length; i++) {
            for (int j = 0; j < grid[0].length; j++) {
                // 如果遇到陆地
                if (grid[i][j] == '1') {
                    // 开始进行递归访问
                    travel(grid, i, j);
                    // 访问结束后计数加一
                    result++;
                }
            }
        }
        // 返回结果
        return result;
    }
}

对应的python代码为

python 复制代码
class Solution:
    def travel(self, grid, x, y):
        # 遇到边界或没有可访问的点
        if x >= len(grid) or x < 0 or y >= len(grid[0]) or y < 0 or grid[x][y] == '0':
            return
        # 标记已经访问过的点
        grid[x][y] = '0'
        # 四个方向进行递归调用
        self.travel(grid, x + 1, y)
        self.travel(grid, x - 1, y)
        self.travel(grid, x, y + 1)
        self.travel(grid, x, y - 1)

    def numIslands(self, grid):
        # 记录结果
        result = 0

        # 遍历整个网格
        for i in range(len(grid)):
            for j in range(len(grid[0])):
                # 如果遇到陆地
                if grid[i][j] == '1':
                    # 开始进行递归访问
                    self.travel(grid, i, j)
                    # 访问结束后计数加一
                    result += 1
        # 返回结果
        return result

总结

作为 DFS 的一个比较简单的例子,限制条件也比较少,只需要考虑边界问题即可。先应该学习一下 DFS 的基本逻辑,然后能够写 DFS 的代码,在此基础上稍微改改就可以刷这道题。

我更加想称这个操作为防水游戏,就是把每块岛屿都用海水淹没,看看需要操作多少次。

多谢小伙伴们的点赞支持 ~

Smileyan

2024.06.30 23:52

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