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深度优先搜索/广度优先搜索

时间:2021-05-12 01:14:19

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深度优先搜索/广度优先搜索

来源

深度优先搜索算法:(DFS)

是一种用于遍历或搜索树或图的算法。沿着树的深度遍历树的节点,尽可能深的搜索树的分支。当节点v的所在边都己被探寻过,搜索将回溯到发现节点v的那条边的起始节点。这一过程一直进行到已发现从源节点可达的所有节点为止。如果还存在未被发现的节点,则选择其中一个作为源节点并重复以上过程,整个进程反复进行直到所有节点都被访问为止。属于盲目搜索。

其过程简要来说是对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止,而且每个节点只能访问一次。

该图的遍历顺序为(默认为左子树优先遍历):1、2、3、4、5、6、7、8、9。

广度优先搜索(BFS)

属于一种盲目搜寻法,目的是系统地展开并检查图中的所有节点,以找寻结果。换句话说,它并不考虑结果的可能位置,彻底地搜索整张图,直到找到结果为止。基本过程,BFS是从根节点开始,沿着树(图)的宽度遍历树(图)的节点。如果所有节点均被访问,则算法中止。一般用队列数据结构来辅助实现BFS算法。

基本步骤:

从v1开始,搜索v2,v3,v4,重复搜索操作直到v7,最短路径为1-4-7。

来源:力扣(LeetCode)

有一幅以二维整数数组表示的图画,每一个整数表示该图画的像素值大小,数值在 0 到 65535 之间。

给你一个坐标 (sr, sc) 表示图像渲染开始的像素值(行 ,列)和一个新的颜色值 newColor,让你重新上色这幅图像。

为了完成上色工作,从初始坐标开始,记录初始坐标的上下左右四个方向上像素值与初始坐标相同的相连像素点,接着再记录这四个方向上符合条件的像素点与他们对应四个方向上像素值与初始坐标相同的相连像素点,……,重复该过程。将所有有记录的像素点的颜色值改为新的颜色值。

最后返回经过上色渲染后的图像。

示例 :

输入:

image = [[1,1,1],[1,1,0],[1,0,1]]

sr = 1, sc = 1, newColor = 2

输出: [[2,2,2],[2,2,0],[2,0,1]]

解析:

在图像的正中间,(坐标(sr,sc)=(1,1)),

在路径上所有符合条件的像素点的颜色都被更改成2。

注意,右下角的像素没有更改为2,

因为它不是在上下左右四个方向上与初始点相连的像素点。

int[] dx = {1, 0, 0, -1};int[] dy = {0, 1, -1, 0};public int[][] floodFill(int[][] image, int sr, int sc, int newColor) {int currColor = image[sr][sc];if (currColor != newColor) {dfs(image, sr, sc, currColor, newColor);}return image;}public void dfs(int[][] image, int x, int y, int color, int newColor) {if (image[x][y] == color) {image[x][y] = newColor;for (int i = 0; i < 4; i++) {int mx = x + dx[i], my = y + dy[i];if (mx >= 0 && mx < image.length && my >= 0 && my < image[0].length) {dfs(image, mx, my, color, newColor);}}}}

递归的方法搭配深度优先算法,对该点的上下左右点进行遍历讨论。

定义的两个数组用于方向操作。

给你一个大小为 m x n 的二进制矩阵 grid 。

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 水平或者竖直的四个方向上 相邻。你可以假设 grid 的四个边缘都被 0(代表水)包围着。

岛屿的面积是岛上值为 1 的单元格的数目。

计算并返回 grid 中最大的岛屿面积。如果没有岛屿,则返回面积为 0 。

public class Test_02 {public int maxAreaOfIsland(int[][] grid) {int ans = 0;for (int i = 0; i != grid.length; ++i) {for (int j = 0; j != grid[0].length; ++j) {ans = Math.max(ans, dfs(grid, i, j));}}return ans;}public int dfs(int[][] grid, int cur_i, int cur_j) {if (cur_i < 0 || cur_j < 0 || cur_i == grid.length || cur_j == grid[0].length || grid[cur_i][cur_j] != 1) {return 0;}grid[cur_i][cur_j] = 0;int[] di = {0, 0, 1, -1};int[] dj = {1, -1, 0, 0};int ans = 1;for (int index = 0; index != 4; ++index) {int next_i = cur_i + di[index], next_j = cur_j + dj[index];ans += dfs(grid, next_i, next_j);}return ans;}}

深度优先搜索配合递归。遍历所有点,找到值为一的点,调用深度优先搜索,对其周围的点进行递归遍历,如一点计算完面积后,为了防止面积重复计算,将面积赋值为0。

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