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蓝桥杯---BFS解决FloofFill算法1---图像渲染

news 来源：原创 2025/6/15 21:05:44

文章目录

1.算法简介
2.题目概述
3.算法原理
4.代码分析

1.算法简介

这个算法是关于我们的floodfill的相关的问题，这个算法其实从名字就可以看出来：洪水灌溉，其实这个算法的过程就和他的名字非常相似，下面的这个图就生动的展示了这个算法的相关原理；

其实这个就是想要找到性质相同的联通快：使用下面的这个图形里面的数据作为例子，第二行第二列的这个数据是5，当洪水从左上角进来的时候，你可以把这个区域想象成为一个梯田，当洪水来临的时候，左上角的这个-1，-2，-3都会被淹掉，我们可以把这个想象成为地理上面学习的这个等高线之类的，地势低的位置肯定是先被淹掉，这个应该是很容易理解的；

同理，当这个洪水从右上方来临的时候，负数的更小，对应的这个区域肯定会被淹没，这个是显然的；

大致就是这个过程，为什么这个和我们的bfs相关呢？因为我们确定这个被淹没的区域的时候，思路就是从他身边的进行比较，如果高的话，自己肯定机会呗淹没了，但是如果对方低的话，对方就会被淹掉，通过不断的这个遍历搜索的过程，最终确定想要的结果；

这个思路比较简单，但是过程很抽象，我们通过leetcode上面的一个具体的题目进行说明；

2.题目概述

下面的这个就是关于洪水灌溉的题目：leetcode773图像渲染；

解释一下上面的这个示例想要表达的意思把：我觉得相对于上面的大段的文字，这个示例图示会更加容易理解一些，这个示例的意思就是给你一个sr,sc,color，这个sr和sc表示的就是需要被渲染的搜索起点，我们从这个位置开始，这个color就是把这个相关的符合条件的点全部染成这个color对应的颜色；

看这个（1,1）表示的就是第二行的第二列对应的元素，这个很好理解，这个元素就是1，而我们需要渲染的这个颜色就是2，两个是不一样的，因此这个需要我们进行操作，如果两个的颜色是一样的，这个过程就是多余的，因此我们写代码的时候需要进行判断一下；

周围的这个点必须是直接相邻的，可以是sr,sc的邻居，也可以是他的邻居的邻居，大家可以理解我的意思吧，总之这个区域需要是联通的，不可以是分散的孤立的，这个是重点；

3.算法原理

理解上面的这个题目对应的示例之后，接下来开始进行这个算法的原理的分析：

下面的这个是一个新的图，进行这个算法的原理的说明，sr,sc还是（1,1），color=2，说明以这个（1,1）作为起点，这个color就是我们想要把这个相关的点染成的颜色为2；

下面的这个是第一步，现对于这个（1，1)上下左右的位置进行判断：发现了两个目标，就是图里面的斜线经过的两个点的位置；

下面的是新的一轮的搜索，这个时候是以上面的两个作为基础，继续操作，这个时候又找到了三个符合条件的数据点的坐标

下面的这个是：在上一步的基础上面继续操作，这个时候找到了两个符合条件的坐标；

接下来轮到第四层的时候，发现第三层的这个元素的周围已经没有其他的元素的，因此这个时候我们的这个广度优先遍历的过程就结束了；

4.代码分析

刚开始的这个dx,dy数组是后面进行上下左右的遍历的时候用到的，下面的这个图片会进行说明；
prev就是题目给定的这个位置的元素值，我们需要判断他和color是不是一样的，如果是有一样的，接下来就不需要进行判断了；
m,n的定义主要是为了越界问题的定义，我们首先把这个sr,sc放到这个队列里面去；
循环里面，我们取出来这个对首的元素，因为这个队列里面的每一个元素都是一个二维的数组，我们使用这个a,b记录他对应的横纵坐标即可，然后进行对应的颜色的渲染；
里面的这个for循环就是上下左右进行判断的，符合条件的进行染色，最后返回处理之后的image即可；

class Solution {
    int[] dx={0,0,1,-1};
    int[] dy={1,-1,0,0};

    public int[][] floodFill(int[][] image, int sr, int sc, int color) {
        int prev=image[sr][sc];
        if(prev==color) return image;

        int m=image.length,n=image[0].length;

        Queue<int[]> q=new LinkedList<>();
        q.add(new int[]{sr,sc});

        while(!q.isEmpty()){
            int[] t=q.poll();
            int a=t[0],b=t[1];
            image[a][b]=color;
            for(int i=0;i<4;i++){
                int x=a+dx[i],y=b+dy[i];
                if(x>=0&&x<m&&y>=0&&y<n&&image[x][y]==prev){
                    q.add(new int[]{x,y});
                }
            }
        }
        return image;
    }
}