2018藍橋杯C/C++A組 全球變暖(DFS與BFS)

標題:全球變暖
你有一張某海域NxN像素的照片,".“表示海洋、”#"表示陸地,如下所示:

.##…
.##…
…##.
…####.
…###.

####其中"上下左右"四個方向上連在一起的一片陸地組成一座島嶼。例如上圖就有2座島嶼。

####由於全球變暖導致了海面上升,科學家預測未來幾十年,島嶼邊緣一個像素的範圍會被海水淹沒。具體來說如果一塊陸地像素與海洋相鄰(上下左右四個相鄰像素中有海洋),它就會被淹沒。

####例如上圖中的海域未來會變成如下樣子:





…#…

####請你計算:依照科學家的預測,照片中有多少島嶼會被完全淹沒。

【輸入格式】
第一行包含一個整數N。 (1 <= N <= 1000)
以下N行N列代表一張海域照片。

照片保證第1行、第1列、第N行、第N列的像素都是海洋。

【輸出格式】
一個整數表示答案。
【輸入樣例】
7

.##…
.##…
…##.
…####.
…###.

【輸出樣例】
1

思路:就是利用深度優先的算法把把與海洋相鄰的陸地變成海洋,再進行一次搜索,查找圖中的連通塊數量,就是島嶼的數量(DFS)見第一第二段代碼

改進:這題的島嶼淹沒後有可能產生多個島嶼,所以我們要判斷哪些是完全淹沒,哪些是不會完全淹沒的,甚至會產生型島嶼的。首先就要bfs搜索一共有多少個島嶼,再進行一次bfs找到不會完全淹沒的島嶼數量,最後兩數字相減便是完全淹沒的島嶼數量了;(BFS)見下面第三段代碼

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<map>
#include<stdio.h>
#define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define mod 1000000007
using namespace std;
typedef long long ll;
const int maxn = 1e6 + 5;
const double esp = 1e-7;
const int ff = 0x3f3f3f3f;
map<int, int>::iterator it;

struct node
{
	int x, y;
	node(int x = 0, int y = 0) :x(x), y(y) {}
};

int n;
int cnt;
char mp[1005][1005];
int vis[1005][1005];
vector<node> d[maxn];
int ne[4][2] = { 1,0,-1,0,0,1,0,-1 };

void find(int x, int y)//尋找相連點
{
	d[cnt].push_back(node(x, y));
	vis[x][y] = 1;
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		int tx = x + ne[i][0];
		int ty = y + ne[i][1];

		if (tx < 0 || tx >= n || ty < 0 || ty >= n || vis[tx][ty] || mp[tx][ty] == '.')
			continue;
		find(tx, ty);
	}

	return;
}

void Preprocess()//預處理島嶼
{
	for (int i = 0; i < n; i++)
		for (int j = 0; j < n; j++)
			if (mp[i][j] == '#' && !vis[i][j])
			{
				cnt++;
				find(i, j);
			}
	return;
}

void dfs(int x, int y)//侵蝕
{
	vis[x][y] = 1;

	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		int tx = x + ne[i][0];
		int ty = y + ne[i][1];

		if (tx < 0 || tx >= n || ty < 0 || ty >= n || vis[tx][ty])
			continue;

		if (mp[tx][ty] == '#')
			vis[tx][ty] = 1;
		else
			dfs(tx, ty);
	}

	return;
}

void solve()//開始侵蝕
{
	mem(vis, 0);
	for (int i = 0; i < n; i++)
		for (int j = 0; j < n; j++)
			if (mp[i][j] == '.' && !vis[i][j])
				dfs(i, j);
	return;
}

int main()
{
	cin >> n;
	for (int i = 0; i < n; i++)
		cin >> mp[i];

	//Preprocess();
	solve();
	Preprocess();
	cout << cnt << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

這是精簡過後的代碼

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;
struct node
{
	int x, y;
	node(int x1 = 0, int y1= 0)
	{
		x = x1; y = y1;
	}
};
int n;
int cnt;
char mp[1005][1005];//存符號
int vis[1005][1005];
vector<node> d[1000];
int mov[4][2] = { {1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1} };//座標移動
void find(int x, int y)//尋找相連點
{
	d[cnt].push_back(node(x, y));
	vis[x][y] = 1;
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		int tx = x + mov[i][0];
		int ty = y + mov[i][1];
		if (tx < 0 || tx >= n || ty >= n || ty < 0 || vis[tx][ty] || mp[tx][ty] == '.')
			continue;
		find(tx, ty);
	}
	return;
}
void preprocess()//處理島嶼
{
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		for (int j = 0; j < n; j++)
		{
			if (mp[i][j] == '#'&&!vis[i][j])
			{
				cnt++;
				find(i, j);
			}
		}
	}

}
void dfs(int x, int y)//侵蝕
{
	vis[x][y] = 1;
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		int tx = x + mov[i][0];
		int ty = y + mov[i][1];
		if (tx < 0 || tx >= n || ty < 0 || ty >= n || vis[tx][ty])
			continue;
		if (mp[tx][ty] == '#')//深度優先的終止條件
		{
			vis[tx][ty] = 1;
		}
		else
			dfs(tx, ty);
	}
	return;
}
void solve()//開始腐蝕
{
	memset(vis, 0, sizeof(vis));
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		for (int j = 0; j < n; j++)
		{
			if (mp[i][j] == '.' && !vis[i][j])
				dfs(i, j);
		}
	}
	return;
}
int main()
{
	cin >> n;
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		cin >> mp[i];
	}
	solve();
	preprocess();//查找連通塊
	cout << "剩下的島嶼" << cnt << endl;


	system("pause");
	return 0;
}

BFS的代碼(真正的答案)

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<queue>
using namespace std;



char a[1000][1000];//記錄圖的信息
int n, vis[1000][1000];
int dir[4][2] = { -1,0,0,-1,0,1,1,0 };
int num = 0;//橋樑陸地
struct point
{
	int x, y;
	point(int a, int b)
	{
		x = a;
		y = b;
	}
};
void find(int x, int y)//尋找相連點
{

	vis[x][y] = 1;
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		int tx = x + dir[i][0];
		int ty = y + dir[i][1];

		if (tx < 0 || tx >= n || ty < 0 || ty >= n || vis[tx][ty] || a[tx][ty] == '.')
			continue;
		find(tx, ty);
	}

	return;
}

int bfs(int x, int y)
{
	queue<point> q;//隊列
	q.push(point(x, y));
	int left=0;
	while (!q.empty())
	{
		point p = q.front();
		q.pop();
		
		int cnt = 0;//一塊陸地周圍的陸地數量
		for (int i = 0; i < 4; i++)
		{
			int dx = p.x + dir[i][0];
			int  dy = p.y + dir[i][1];
			if (dx < 0 || dx >= n || dy < 0 || dy >= n)
				continue;
			if (a[dx][dy] == '#')
			{
				cnt++;
				if (!vis[dx][dy])
				{
					vis[dx][dy] = 1;
					q.push(point(dx, dy));
					/*if ((a[dx - 1][dy] == '#'&&a[dx + 1][dy] == '#'&&a[dx][dy + 1] == '.'&&a[dx][dy - 1] == '.') || (a[dx - 1][dy] == '.'&&a[dx + 1][dy] == '.'&&a[dx][dy + 1] == '#'&&a[dx][dy - 1] == '#'))
					{
						num++;
					}*/
				}

			}
			
		}
		if (cnt == 4)
			left++;
		
	}
	return left;
}

int main()
{
	int i, j, ans = 0;//不會被完全淹沒的連通塊的數量
	int cnt = 0;//淹沒前的連通塊數量
	cin >> n;
	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		cin >> a[i];
	}
	memset(vis, 0, sizeof(vis));
	for (int i = 0; i < n; i++)
		for (int j = 0; j < n; j++)
			if (a[i][j] == '#' && !vis[i][j])
			{
				cnt++;
				find(i, j);
			}



	memset(vis, 0, sizeof(vis));
	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		for (j = 0; j < n; j++)
		{
			if (a[i][j] == '#' && !vis[i][j])
			{
				vis[i][j] = 1;
				if (!bfs(i, j))
					ans++;
			}
		}
	}
	cout << "被完全淹沒的島嶼數量" << endl;
	cout << cnt << "  " << ans << endl;
	cout << cnt - ans  << endl;
	
	system("pause");
	return 0;
}

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