算法工程师第四十四天(99. 岛屿数量 深搜 99. 岛屿数量 广搜 100.岛屿的最大面积 )

参考文献 代码随想录

一、岛屿数量

题目描述

给定一个由 1(陆地)和 0(水)组成的矩阵,你需要计算岛屿的数量。岛屿由水平方向或垂直方向上相邻的陆地连接而成,并且四周都是水域。你可以假设矩阵外均被水包围。

输入描述

第一行包含两个整数 N, M,表示矩阵的行数和列数。

后续 N 行,每行包含 M 个数字,数字为 1 或者 0。

输出描述

输出一个整数,表示岛屿的数量。如果不存在岛屿,则输出 0。

输入示例
4 5
1 1 0 0 0
1 1 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 0 1 1
输出示例
3
提示信息

根据测试案例中所展示,岛屿数量共有 3 个,所以输出 3。

数据范围:

1 <= N, M <= 50

**思路分析:**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。再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。那么如果把节点陆地所能遍历到的陆地都标记上呢,就可以使用 DFS,BFS或者并查集。

深搜版本:

python 复制代码
n, m = map(int, input().split())
grid = []
for i in range(n):
    grid.append(list(map(int, input().split())))

visited = [[False] * m for _ in range(n)]  # 标记哪些已经走过的
direction = [[0, 1], [1, 0], [0, -1], [-1, 0]]  # 四个方向:上、右、下、左  


def dfs(x, y):
    for i, j in direction:  # 从开始的这个点往周围搜
        x_nex = x +  i
        y_nex=  y + j
        if x_nex < 0 or x_nex >= len(grid) or y_nex < 0 or y_nex >= len(grid[0]):  # 一旦x,或者说是y发现超出范围,则不需要往下走,
            continue
        if not visited[x_nex][y_nex] and grid[x_nex][y_nex] == 1:  # 如果当前的路并没有走过,那么就从当前点出发,并对对应的标记为true
            visited[x_nex][y_nex] = True
            dfs(x_nex, y_nex)
res = 0
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if grid[i][j] == 1 and not visited[i][j]:  # 如果为陆地,并且没有被访问过,那么就要调用深搜模版去寻当前节点周围的陆地
            res += 1  # 一旦发现新的路段,那么结果就要加1
            visited[i][j] = True  同时把当前的坐标开始搜索并标记为已经走过
            dfs(i, j)
print(res)

广搜:

python 复制代码
n, m = map(int, input().split())
grid = []
for i in range(n):
    grid.append(list(map(int, input().split())))

visited = [[False] * m for _ in range(n)]
direction = [[0, 1], [1, 0], [0, -1], [-1, 0]]  # 四个方向:上、右、下、左

def bfs(x, y):
    from collections import deque
    queen = deque()
    queen.append([x, y])
    visited[x][y] = True
    while queen:
        cur_x, cur_y = queen.popleft() 
        for i, j in direction:
            x_nex = cur_x +  i
            y_nex=  cur_y + j
            if x_nex < 0 or x_nex >= len(grid) or y_nex < 0 or y_nex >= len(grid[0]):
                continue
            if not visited[x_nex][y_nex] and grid[x_nex][y_nex] == 1:
                queen.append([x_nex, y_nex])
                visited[x_nex][y_nex] = True
                
res = 0
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if grid[i][j] == 1 and not visited[i][j]:
            res += 1
            bfs(i, j)
print(res)

二、岛屿的最大面积

题目描述

给定一个由 1(陆地)和 0(水)组成的矩阵,计算岛屿的最大面积。岛屿面积的计算方式为组成岛屿的陆地的总数。岛屿由水平方向或垂直方向上相邻的陆地连接而成,并且四周都是水域。你可以假设矩阵外均被水包围。

输入描述

第一行包含两个整数 N, M,表示矩阵的行数和列数。后续 N 行,每行包含 M 个数字,数字为 1 或者 0,表示岛屿的单元格。

输出描述

输出一个整数,表示岛屿的最大面积。如果不存在岛屿,则输出 0。

输入示例
4 5
1 1 0 0 0
1 1 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 0 1 1
输出示例
4
提示信息

样例输入中,岛屿的最大面积为 4。

数据范围:

1 <= M, N <= 50。

深搜:

python 复制代码
n, m = map(int, input().split())
grid = []
for i in range(n):
    grid.append(list(map(int, input().split())))

visited = [[False] * m for _ in range(n)]
directions = [[0,-1], [0, 1],[-1,0],[1,0]]  # 每个点的方向
res = 0
count = 0
def dfs(x, y):
    global count # 定义全句变量
    for i, j in directions:  # 从当前点遍历到走位的陆地
        nex_x = x + i  
        nex_y = y + j
        if nex_y < 0 or nex_x < 0 or nex_x >= len(grid) or nex_y >= len(grid[0]):
            continue  # 越界了
        if grid[nex_x][nex_y] == 1 and not visited[nex_x][nex_y]:  # 当前是陆地并且没有被方访问过
            visited[nex_x][nex_y] = True
            count += 1
            dfs(nex_x, nex_y)
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if not visited[i][j] and grid[i][j] == 1:
            visited[i][j] = True  # 
            count = 1
            dfs(i, j)
            res = max(res, count)
            
print(res)

广搜:

python 复制代码
n, m = map(int, input().split())
grid = []
for i in range(n):
    grid.append(list(map(int, input().split())))

visited = [[False] * m for _ in range(n)]
directions = [[0,-1], [0, 1],[-1,0],[1,0]]  # 每个点的方向
res = 0
count = 0
def bfs(x, y):
    from  collections import deque
    queen = deque()
    queen.append([x, y])
    global count # 定义全句变量
    while queen:
        cur_x, cur_y = queen.popleft()
        for i, j in directions:  # 从当前点遍历到走位的陆地
            nex_x = cur_x + i  
            nex_y = cur_y + j
            if nex_y < 0 or nex_x < 0 or nex_x >= len(grid) or nex_y >= len(grid[0]):
                continue  # 越界了
            if grid[nex_x][nex_y] == 1 and not visited[nex_x][nex_y]:  # 当前是陆地并且没有被方访问过
                visited[nex_x][nex_y] = True
                count += 1
                queen.append([nex_x, nex_y])
for i in range(n):
    for j in range(m):
        if not visited[i][j] and grid[i][j] == 1:
            visited[i][j] = True  # 
            count = 1
            bfs(i, j)
            res = max(res, count)
            
print(res)
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