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Copy pathleetcode1254.cpp
301 lines (289 loc) · 9.12 KB
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leetcode1254.cpp
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/*************************************************
Author: wenhaofang
Date: 2022-11-12
Description: leetcode1254 - Number of Closed Islands
*************************************************/
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#include <stack>
#include <queue>
#include <algorithm>
#include <math.h>
using std::vector;
using std::string;
using std::unordered_map;
using std::unordered_set;
using std::stack;
using std::queue;
using std::priority_queue;
using std::max;
using std::min;
using std::swap;
using std::pair;
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
/**
* 方法一：深度优先搜索
*
* 理论时间复杂度：O(m * n)，其中 m、n 分别为矩阵的宽和长
* 理论空间复杂度：O(m * n)，其中 m、n 分别为矩阵的宽和长
*
* 实际时间复杂度：Runtime: 18 ms, faster than 82.46% of C++ online submissions
* 实际空间复杂度：Memory Usage: 9.4 MB, less than 93.63% of C++ online submissions
*/
// class Solution {
// public:
// void dfs(vector<vector<int>>& grid, int x, int y, int m, int n) {
// if (
// x < 0 ||
// y < 0 ||
// x >= m ||
// y >= n ||
// grid[x][y] != 0
// ) {
// return;
// }
// grid[x][y] = 1;
// dfs(grid, x + 1, y, m, n);
// dfs(grid, x - 1, y, m, n);
// dfs(grid, x, y + 1, m, n);
// dfs(grid, x, y - 1, m, n);
// }
// int closedIsland(vector<vector<int>>& grid) {
// // 特判
// int m = grid.size();
// if (m <= 2) {
// return 0;
// }
// int n = grid[0].size();
// if (n <= 2) {
// return 0;
// }
// // 1. 找出边界上的 0
// // 2. 找出与上述的 0 相连的 0 (深度优先搜索)
// // 3. 将上述找到的 0 填充为 1
// for (int i = 1; i <= m - 2; i++) {
// if (grid[i][0] == 0) {
// dfs(grid, i, 0, m, n);
// }
// if (grid[i][n - 1] == 0) {
// dfs(grid, i, n - 1, m, n);
// }
// }
// for (int j = 0; j <= n - 1; j++) {
// if (grid[0][j] == 0) {
// dfs(grid, 0, j, m, n);
// }
// if (grid[m - 1][j] == 0) {
// dfs(grid, m - 1, j, m, n);
// }
// }
// // 4. 找出矩阵中的 0
// // 5. 找出与上述的 0 相连的 0 (深度优先搜索)
// // 6. 将上述找到的 0 填充为 1
// // 7. 答案加一
// int ans = 0;
// for (int i = 1; i < m - 1; i++) {
// for (int j = 1; j < n - 1; j++) {
// if (grid[i][j] == 0) {
// dfs(grid, i, j, m, n);
// ans += 1;
// }
// }
// }
// return ans;
// }
// };
/**
* 方法二：广度优先搜索
*
* 理论时间复杂度：O(m * n)，其中 m、n 分别为矩阵的宽和长
* 理论空间复杂度：O(m * n)，其中 m、n 分别为矩阵的宽和长
*
* 实际时间复杂度：Runtime: 35 ms, faster than 22.50% of C++ online submissions
* 实际空间复杂度：Memory Usage: 13.9 MB, less than 9.37% of C++ online submissions
*/
// class Solution {
// public:
// const int dx[4] = {1, -1, 0, 0};
// const int dy[4] = {0, 0, 1, -1};
// void bfs(vector<vector<int>>& grid, int x, int y, int m, int n) {
// queue<pair<int, int>> q;
// grid[x][y] = 1;
// q.emplace(x, y);
// while (!q.empty()) {
// int nx = q.front().first;
// int ny = q.front().second;
// q.pop();
// for (int k = 0; k < 4; k++) {
// int mx = nx + dx[k];
// int my = ny + dy[k];
// if (
// mx < 0 ||
// my < 0 ||
// mx >= m ||
// my >= n ||
// grid[mx][my] != 0
// ) {
// continue;
// }
// grid[mx][my] = 1;
// q.emplace(mx, my);
// }
// }
// }
// int closedIsland(vector<vector<int>>& grid) {
// // 特判
// int m = grid.size();
// if (m <= 2) {
// return 0;
// }
// int n = grid[0].size();
// if (n <= 2) {
// return 0;
// }
// // 1. 找出边界上的 0
// // 2. 找出与上述的 0 相连的 0 (广度优先搜索)
// // 3. 将上述找到的 0 填充为 1
// for (int i = 1; i <= m - 2; i++) {
// if (grid[i][0] == 0) {
// bfs(grid, i, 0, m, n);
// }
// if (grid[i][n - 1] == 0) {
// bfs(grid, i, n - 1, m, n);
// }
// }
// for (int j = 0; j <= n - 1; j++) {
// if (grid[0][j] == 0) {
// bfs(grid, 0, j, m, n);
// }
// if (grid[m - 1][j] == 0) {
// bfs(grid, m - 1, j, m, n);
// }
// }
// // 4. 找出矩阵中的 0
// // 5. 找出与上述的 0 相连的 0 (广度优先搜索)
// // 6. 将上述找到的 0 填充为 1
// // 7. 答案加一
// int ans = 0;
// for (int i = 1; i < m - 1; i++) {
// for (int j = 1; j < n - 1; j++) {
// if (grid[i][j] == 0) {
// bfs(grid, i, j, m, n);
// ans += 1;
// }
// }
// }
// return ans;
// }
// };
class Solution {
public:
const int dx[4] = {1, -1, 0, 0};
const int dy[4] = {0, 0, 1, -1};
int closedIsland(vector<vector<int>>& grid) {
// 特判
int m = grid.size();
if (m <= 2) {
return 0;
}
int n = grid[0].size();
if (n <= 2) {
return 0;
}
// 1. 找出边界上的 0
// 2. 找出与上述的 0 相连的 0 (广度优先搜索)
// 3. 将上述找到的 0 填充为 1
queue<pair<int, int>> q1;
for (int i = 1; i <= m - 2; i++) {
if (grid[i][0] == 0) {
q1.emplace(i, 0);
}
if (grid[i][n - 1] == 0) {
q1.emplace(i, n - 1);
}
}
for (int j = 0; j <= n - 1; j++) {
if (grid[0][j] == 0) {
q1.emplace(0, j);
}
if (grid[m - 1][j] == 0) {
q1.emplace(m - 1, j);
}
}
while (!q1.empty()) {
int nx = q1.front().first;
int ny = q1.front().second;
q1.pop();
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int mx = nx + dx[k];
int my = ny + dy[k];
if (
mx < 0 ||
my < 0 ||
mx >= m ||
my >= n ||
grid[mx][my] != 0
) {
continue;
}
grid[mx][my] = 1;
q1.emplace(mx, my);
}
}
// 4. 找出矩阵中的 0
// 5. 找出与上述的 0 相连的 0 (广度优先搜索)
// 6. 将上述找到的 0 填充为 1
// 7. 答案加一
int ans = 0;
for (int i = 1; i < m - 1; i++) {
for (int j = 1; j < n - 1; j++) {
if (grid[i][j] == 0) {
ans += 1;
queue<pair<int, int>> q2;
q2.emplace(i, j);
while (!q2.empty()) {
int nx = q2.front().first;
int ny = q2.front().second;
q2.pop();
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int mx = nx + dx[k];
int my = ny + dy[k];
if (
mx < 0 ||
my < 0 ||
mx >= m ||
my >= n ||
grid[mx][my] != 0
) {
continue;
}
grid[mx][my] = 1;
q2.emplace(mx, my);
}
}
}
}
}
return ans;
}
};
/**
* 测试
*/
int main() {
Solution* solution = new Solution();
vector<vector<int>> grid = {
{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0},
{1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0},
{1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0},
{1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1},
{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0},
};
int ans = solution -> closedIsland(grid);
cout << ans << endl;
}