岛屿面积问题(DFS算法+矩阵遍历)

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一:这里探讨的是利用DFS算法来解决岛屿面积问题,那么何为岛屿面积问题,请看例题:

例题:岛屿的最大面积

1.给定一个包含了一些 0 和 1 的非空二维数组 grid 。

一个 岛屿 是由一些相邻的 1 (代表土地) 构成的组合,这里的「相邻」要求两个 1 必须在水平或者竖直方向上相邻。你可以假设 grid 的四个边缘都被 0(代表水)包围着。

找到给定的二维数组中最大的岛屿面积。(如果没有岛屿,则返回面积为 0 。)

示例 1:

[[0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0], [0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0], [0,1,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0], [0,1,0,0,1,1,0,0,1,0,1,0,0], [0,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1,0,0], [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0], [0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0], [0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0]] 对于上面这个给定矩阵应返回 6。注意答案不应该是 11 ,因为岛屿只能包含水平或垂直的四个方向的 1 。

示例 2:

[[0,0,0,0,0,0,0,0]] 对于上面这个给定的矩阵, 返回 0。

    var maxAreaOfIsland = function(grid) {
    var length = 0;
    for (let i = 0; i < grid.length; i++) {
        for (let j = 0; j < grid[0].length; j++) {
            if (grid[i][j] === 1)
                length = Math.max(dfs(grid, i, j), length);
        }
    }

    function dfs(grid, i, j) {
        if (i < 0 || j < 0 || i >= grid.length || j >= grid[0].length) {
            return 0;
        }
        if (grid[i][j] === 1) {
            grid[i][j] = 0;
            return 1 + dfs(grid, i, j - 1) + dfs(grid, i - 1, j) + dfs(grid, i, j + 1) + dfs(grid, i + 1, j);
        }
        else
            return 0;
    }

    return length;
};



2.给定一个由 '1'(陆地)和 '0'(水)组成的的二维网格,计算岛屿的数量。一个岛被水包围,并且它是通过水平方向或垂直方向上相邻的陆地连接而成的。你可以假设网格的四个边均被水包围。

示例 1:

输入: 11110 11010 11000 00000

输出: 1 示例 2:

输入: 11000 11000 00100 00011

输出: 3

代码如下:

var numIslands = function (grid) {
    var num = 0;
    for (let i = 0; i < grid.length; i++) {
        for (let j = 0; j < grid[0].length; j++) {
            if(grid[i][j] == 1)
            {
                dfs(grid, i, j);
                num++;   
            }
                
        }
    }

    function dfs(grid, i, j) {
        if (i < 0 || j < 0 || i >= grid.length || j >= grid[0].length)
            return 0;
        if (grid[i][j] == 1) {
            grid[i][j] = 0;
            return dfs(grid, i - 1, j) + dfs(grid, i, j + 1) + dfs(grid, i + 1, j) + dfs(grid, i, j - 1);
        }

        else
            return 0;

    }

    return num;
}



3. 被围绕的区域

给定一个二维的矩阵,包含 'X' 和 'O'(字母 O)。

找到所有被 'X' 围绕的区域,并将这些区域里所有的 'O' 用 'X' 填充。

示例:

X X X X X O O X X X O X X O X X 运行你的函数后,矩阵变为:

X X X X X X X X X X X X X O X X 解释:

被围绕的区间不会存在于边界上,换句话说,任何边界上的 'O' 都不会被填充为 'X'。 任何不在边界上,或不与边界上的 'O' 相连的 'O' 最终都会被填充为 'X'。如果两个元素在水平或垂直方向相邻,则称它们是“相连”的。

代码:

function solve(grid) {
    var row = [0, grid.length - 1];
    var col = [0, grid[0].length - 1];
    for (let i = 0; i < 2; i++) {
        for (let j = 0; j < grid[0].length; j++) {
            let L = row[i];
            if (grid[L][j] == 'O')
                dfs(grid, L, j);
        }
    }

    for (let j = 0; j < 2; j++) {
        for (let i = 0; i < grid.length; i++) {
            let R = col[j];
            if (grid[i][R] == 'O')
                dfs(grid, i, R);
        }
    }

    for (let i = 0; i < grid.length; i++) {
        for (let j = 0; j < grid[0].length; j++) {

            if (grid[i][j] === 'B')
                grid[i][j] = 'O';
            else if (grid[i][j] === '0')
                grid[i][j] = 'X';
        }

    }

    function dfs(grid, i, j) {
        if (i < 0 || j < 0 || i >= grid.length || j >= grid[0].length) {
            return 0;
        }

        if (grid[i][j] == 'O') {
            grid[i][j] = 'B';
            return dfs(grid, i, j - 1) + dfs(grid, i - 1, j) + dfs(grid, i, j + 1) + dfs(grid, i + 1, j);
        }

        return 1;
    }

}

这里思想大致分为三步

1.先要遍历边界的一圈,判断是否有陆地,如果有的话就开始DFS深度搜索,将与海边相连的陆地全部置为'B'。
2.然后重新遍历这个二维数组,将置为B的陆地置为O,将置为O的陆地置为海洋。
3.完成。

4:总结(岛屿面积问题模型)

  1:遍历整个二维数组
     (1)在保证当前指向为陆地时就开始调用DFS函数。
  2:进行DFS深度搜索
    (1)边界条件保证下 x,y不能出界
    (2)判断条件在满足为当前是 ***陆地*** 时将陆地变海洋即(1=>0),防止陷入死循环。
    (3)开始自上而下顺时针的向四个方向DFS递归遍历。

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