Leetcode 542. 01 Matrix(BFS)

542. 01 Matrix

Given a matrix consists of 0 and 1, find the distance of the nearest 0 for each cell.

The distance between two adjacent cells is 1.

Example 1: 
Input:

0 0 0
0 1 0
0 0 0

Output:

0 0 0
0 1 0
0 0 0

Example 2: 
Input:

0 0 0
0 1 0
1 1 1

Output:

0 0 0
0 1 0
1 2 1

Note:

1. The number of elements of the given matrix will not exceed 10,000.
2. There are at least one 0 in the given matrix.
3. The cells are adjacent in only four directions: up, down, left and right.

題目鏈接：https://leetcode.com/problems/01-matrix/description/
題目大意：給定一個只包含數字0，1的二維數組，尋找每個位置的數字與離它最近的0的距離，距離值用一個二維數組表示，0點處距離0點的最近距離爲0。
解題思路：BFS查找最近距離，由於沒有使用結構體 struct，而是用了C++自帶的 pair 容器來紀錄節點的位置（ x , y ），沒法紀錄步長，因此不能用 “通過非零點找0點 ” 的策略，可以反過來，通過0點找非零點，步驟爲：
（1）首先把數組中的 0 點處的距離都標記爲 0 ，押入隊列，然後非零點處的距離都標記爲 -1 ；
（2）處理隊列中的節點，從 0 點出發，通過BFS搜索非零點，與 0 點相鄰的所有非零點的步長都更新爲1，即1已經是最短距離，不必再更新，再把距離爲 1 的點加入隊列，尋找距離爲 2 的點，以此類推，直到處理完所有點。

代碼：

class Solution {
public:
    vector<vector<int> > updateMatrix(vector<vector<int> >& matrix) {
        int n = matrix.size(); 
        int m = matrix[0].size();
        vector<vector<int> > ans;
        queue <pair<int,int> > q;
        int dx[4] = {1,0,-1,0};
        int dy[4] = {0,1,0,-1};
        ans.resize(n);

        for(int i = 0;i <n;i++){
            ans[i].resize(m);
            for(int j= 0; j< m;j ++){
                if(matrix[i][j] == 0){
                    q.push(make_pair(i,j));
                    ans[i][j] = 0;
                }
                else
                    ans[i][j] = -1;
            }
        }
        
        while(!q.empty()){
            pair<int,int> nq = q.front();
            q.pop();
            int x = nq.first;
            int y = nq.second;
            for(int k = 0; k < 4;k ++){
                int nx = x + dx[k];
                int ny = y + dy[k];
                if(nx < 0 || nx >=n || ny < 0 || ny >=m){
                    continue;
                }
                if(ans[nx][ny] == -1){   //找到每個非零點，更新其距離
                    ans[nx][ny] = ans[x][y] + 1;
                    q.push(make_pair(nx,ny));
                }
            }    
        }
        return ans;
    }
    
};