广度优先搜索(BFS)和岛屿问题
深度优先搜索:就这某一个方向去一直搜索,直到这个方向无法搜索了,回溯,换下一个方向去搜索
广度优先搜索
以起点为中心,向四周扩散的方式。是一种按层来遍历的搜索算法。
核心思想为:先搜离起点近的,在搜远的。
先把"同一层"的节点全部处理完,才会进入下一层
常用队列实现,队列先进先出,可以保证一层一层处理。(不用栈的原因:队列可以保证搜索时方向的一致性,栈无法保证总是顺时针或逆时针处理)
广度优先搜索代码框架
cpp
int dir[4][2] = {0, 1, 1, 0, -1, 0, 0, -1}; // 表示四个方向
// grid 是地图,也就是一个二维数组
// visited标记访问过的节点,不要重复访问
// x,y 表示开始搜索节点的下标
void bfs(vector<vector<char>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y) {
queue<pair<int, int>> que; // 定义队列
que.push({x, y}); // 起始节点加入队列
visited[x][y] = true; // 只要加入队列,立刻标记为访问过的节点
while(!que.empty()) { // 开始遍历队列里的元素
pair<int ,int> cur = que.front(); que.pop(); // 从队列取元素
int curx = cur.first;
int cury = cur.second; // 当前节点坐标
for (int i = 0; i < 4; i++) { // 开始想当前节点的四个方向左右上下去遍历
int nextx = curx + dir[i][0];
int nexty = cury + dir[i][1]; // 获取周边四个方向的坐标
if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 || nexty >= grid[0].size()) continue; // 坐标越界了,直接跳过
if (!visited[nextx][nexty]) { // 如果节点没被访问过
que.push({nextx, nexty}); // 队列添加该节点为下一轮要遍历的节点
visited[nextx][nexty] = true; // 只要加入队列立刻标记,避免重复访问
}
}
}
}
岛屿问题--计数孤岛


方法一:深搜解决
这道题,我们要寻找孤岛,即他的上下左右都是水;
我们先定义一个dfs函数,即当我们找到了一个未被访问过的孤岛时,我们要使用DFS函数去标记它周围的陆地,并对该陆地进行dfs搜索,保证该岛屿被标记彻底。(这个函数是没有return语句的,当周围为水域或该岛屿已被标记过时,他会自动一层一层结束for循环)(注意剪枝优化,若超出当前研究的范围,直接进行跳过当前循环,进入下一次深搜)
在主函数中,我们先将所有孤岛标记为未访问过,然后开始遍历所有岛屿。如果他是陆地且未被访问过,我们就将岛屿该岛屿标记为已访问;并将岛屿数量加一,然后调用深搜函数,将其周围相邻的陆地标记为已访问过。
方法一对应的完整代码
cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int dir[4][2]={0,1,1,0,-1,0,0,-1};
void dfs(const vector<vector<int>>& grid,vector<vector<bool>>& visited,int x,int y){
for(int i=0;i<4;i++){
int nextx=x+dir[i][0];
int nexty=y+dir[i][1];
if(nextx<0||nextx>=grid.size()||nexty<0||nexty>=grid[0].size())
continue;
if(!visited[nextx][nexty]&&grid[nextx][nexty]==1){
visited[nextx][nexty]=true;
dfs(grid,visited,nextx,nexty);
}
}
}
int main(){
int n,m;
cin>>n>>m;
vector<vector<int>> grid(n,vector<int>(m,0));
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<m;j++){
cin>>grid[i][j];
}
}
vector<vector<bool>> visited(n,vector<bool>(m,false));
int result=0;
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<m;j++){
if(!visited[i][j]&&grid[i][j]==1){
visited[i][j]=true;
result++;
dfs(grid,visited,i,j);
}
}
}
cout<<result<<endl;
}
方法二:广搜解决
BFS函数部分:先将当前传入的节点入队,然后一个while循环,只要队列不为空,while循环就继续(为什么只要队列不为空就继续循环?因为队列里面的元素都是与该节点相邻且未被访问过的陆地)while循环内部:就是把当前陆地相邻且未被访问过的陆地部分标记并加入队列。
和DFS一样,越界部分记得优化。
main函数部分和深搜法类似。
方法二对应的完整代码
cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;
int dir[4][2] = {0, 1, 1, 0, -1, 0, 0, -1}; // 四个方向
void bfs(const vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y) {
queue<pair<int, int>> que;
que.push({x, y});
visited[x][y] = true; // 只要加入队列,立刻标记
while(!que.empty()) {
pair<int ,int> cur = que.front(); que.pop();
int curx = cur.first;
int cury = cur.second;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int nextx = curx + dir[i][0];
int nexty = cury + dir[i][1];
if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 || nexty >= grid[0].size()) continue; // 越界了,直接跳过
if (!visited[nextx][nexty] && grid[nextx][nexty] == 1) {
que.push({nextx, nexty});
visited[nextx][nexty] = true; // 只要加入队列立刻标记
}
}
}
}
int main() {
int n, m;
cin >> n >> m;
vector<vector<int>> grid(n, vector<int>(m, 0));
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++) {
cin >> grid[i][j];
}
}
vector<vector<bool>> visited(n, vector<bool>(m, false));
int result = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++) {
if (!visited[i][j] && grid[i][j] == 1) {
result++; // 遇到没访问过的陆地,+1
bfs(grid, visited, i, j); // 将与其链接的陆地都标记上 true
}
}
}
cout << result << endl;
}