小明思考

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包围的区域

Posted on 2013-04-15 18:17 小明 阅读(1537) 评论(2)  编辑  收藏 所属分类: 数据结构和算法
问题给定一个2D的棋盘,含有‘X'和’O',找到所有被‘X'包围的’O',然后把该区域的‘O’都变成'X'。

例子-输入:
X X X X
X O O X
X X O X
X O X X

应该输出:

X X X X
X X X X
X X X X
X O X X

public void solve(char[][] board) {
}

分析:
为了提高效率,我使用了一个mark数组来记录所有访问过的‘O'点,避免重复检查,同时要避免死循环。
每个点有四种状态,未检测(0),正在检测(-1),包围的点(1),没有被包围的点(2)。
另外,为了对付很大的棋盘,避免使用递归而造成堆栈溢出,使用了一个检测队列。

代码如下:

public class SurroundedRegions {
    
    private char[][] board;
    private int[][] mark;
    private int h;
    private int w;
    
    private final int S = 1; //surrounded point
    private final int NS = 2; //Not surrounded point
    private final int T = -1; //testing point, undetermined point
    
    private static class Point{
        int x,y;
        
        Point(int x,int y){
            this.x =x;
            this.y = y;
        }
    }
    
    private int test(int i,int j, List<Point> lp){
        int result = S;
        mark[i][j] = T; 
        if(i==0 || i==h-1 || j==0 || j==w-1){ //border point
            result = NS;
        }
        else{
            int[] nx={i-1,i,i,i+1};
            int[] ny={j,j-1,j+1,j};
            for(int k=0;k<4;++k){ //check the four directions
                int x = nx[k];
                int y = ny[k];
                if(board[x][y]=='O'){
                    int m = mark[x][y];
                    if(m==0){
                        mark[x][y] = T; //mark as testing point to avoid duplicated visit
                        lp.add(new Point(x,y));
                    }
                    else if(m>0){
                        result =  m;
                    }
                }
                if(result==NS){
                    break;
                }
            }
        }
        mark[i][j]= result;
        return result;
    }
    
    public void solve(char[][] board) {
        this.h = board.length;
        if(h<1){
            return;
        }
        this.w = board[0].length;
        
        this.board = board;
        this.mark = new int[h][w];
        
        for(int i=0;i<h;++i){
            char[] row = board[i];
            int[] mrow = mark[i];
            for(int j=0;j<w;++j){
                char c = row[j];
                if(c=='O' && mrow[j]==0){ //not marked point
                    List<Point> lp = new ArrayList<Point>(); //visit queue
                    lp.add(new Point(i,j));
                    int result = S;
                    for(int k=0;k<lp.size();++k){ //Notice: the size of queue maybe increase during the loop  
                        Point p = lp.get(k);
                        if(test(p.x,p.y,lp) == NS){ //once find the NS flag,stop checking
                            result = NS;
                            break;
                        }
                    }
                    for(int k=0;k<lp.size();++k){ //mark  all points in the current visit queue
                        Point p = lp.get(k);
                        mark[p.x][p.y] = result;
                    }
                }
            }
        }
        for(int i=0;i<h;++i){ //flip all marked points
            char[] row = board[i];
            int[] mrow = mark[i];
            for(int j=0;j<w;++j){
                char c = row[j];
                if(c=='O' && mrow[j]==S){
                    row[j] ='X';
                }
            }
        }
    }

====update====
改进了一下,从边开始扫描,找到所有边上白字相邻的节点即可解决问题。代码如下:

public class SurroundedRegions {

    private char[][] board;
    private int[][] mark;
    private int h;
    private int w;

    private static class Point {
        int x, y;

        Point(int x, int y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    }

    private List<Point> extend(int i, int j) {
        List<Point> lp = new ArrayList<Point>();
        int[] nx = { i - 1, i, i, i + 1 };
        int[] ny = { j, j - 1, j + 1, j };
        for (int k = 0; k < 4; ++k) { // check the four directions
            int x = nx[k];
            int y = ny[k];
            if (x >= 0 && x < h && y >= 0 && y < w && board[x][y] == 'O' && mark[x][y] == 0) {
                mark[x][y] = 1;
                lp.add(new Point(x, y));
            }
        }
        return lp;
    }

    public void solve(char[][] board) {
        this.h = board.length;
        if (h <= 1) {
            return;
        }
        this.w = board[0].length;

        this.board = board;
        this.mark = new int[h][w];

        int x = 0, y = 0;
        int[] dxx = { 1, 0, -1, 0 };
        int[] dyy = { 0, 1, 0, -1 };

        for (int i = 0; i < 4; ++i) {
            int dx = dxx[i];
            int dy = dyy[i];
            int len = (i % 2 == 0) ? h : w;
            for (int j = 0; j < len-1; ++j) {
                char c = board[x][y];
                if (c == 'O' && mark[x][y] == 0) {
                    List<Point> vq = new ArrayList<Point>(); // visit queue
                    vq.add(new Point(x, y));
                    while (!vq.isEmpty()) {
                        Point p = vq.remove(vq.size() - 1);
                        mark[p.x][p.y] = 1;
                        vq.addAll(extend(p.x, p.y));
                    }
                }
                x += dx;
                y += dy;
            }
        }

        for (int i = 0; i < h; ++i) { // flip all unmarked points
            char[] row = board[i];
            int[] mrow = mark[i];
            for (int j = 0; j < w; ++j) {
                char c = row[j];
                if (c == 'O' && mrow[j] == 0) {
                    row[j] = 'X';
                }
            }
        }
    }
}





评论

# re: 包围的区域  回复  更多评论   

2013-04-22 10:43 by cintana
貌似太复杂了,为啥不直接扫描边上的‘o'呢,一下就解决了。

# re: 包围的区域  回复  更多评论   

2013-04-22 18:05 by 小明
@cintana

谢谢,确实,我想复杂了

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