C++宽度优先搜索算法（BFS算法）：FloodFill问题模型
前面我们已经学习了用队列和优先级队列解决宽度优先算法的问题。本期我们就来利用BFS算法解决另一个重要的模型——FloodFill问题。
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目录
FloodFill问题介绍
1、图像渲染
2、岛屿数量
3、岛屿的最大面积
4、被围绕的区域
FloodFill问题介绍
在解决算法题之前我们需要了解什么是FloodFill问题。
FloodFill问题中文直译就是“洪水灌溉”问题。
如下图所示，这是一块田地。
它并不是一马平川的，而是凹凸不平的。就像下图所示，正数表示突起，负数表示凹陷
洪水来临的时候会把凹下去的位置填满水，突起的地方不会，被包围的地方不会（本图里没有展示）
本质上就是找到性质相同的连通块。
1、图像渲染
算法思想：BFS
向量数组：
class Solution {
public:typedef pair<int ,int> PI;//向量数组int dx[4]={0,0,1,-1};int dy[4]={1,-1,0,0};vector<vector<int>> floodFill(vector<vector<int>>& image, int sr, int sc, int color) { int m=image.size(),n=image[0].size();int prev=image[sr][sc];//标记要修改的像素值if(prev==color) return image;queue<PI>q;q.push({sr,sc});while(!q.empty()){auto [a,b]=q.front();q.pop();image[a][b] =color;//遍历四个方向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.push({x,y});}}} return image;}
};2、岛屿数量
算法思路：
算法一：修改原有数组
不过这个思路需要斟酌，因为力扣提供的是一个接口的形式，面试的时候需要询问是否可以修改，如果可以才可以使用
算法二：搞一个vis数组，为bool类型，存储true和false。如果遍历过则为true反之为false
class Solution {
public://向量数组int dx[4]={0,0,1,-1};int dy[4]={1,-1,0,0};//vis数组bool vis[301][301];int m,n;void bfs(vector<vector<char>>& grid,int i,int j){queue<pair<int ,int>>q;q.push({i,j});vis[i][j]=true;while(!q.empty()){auto [a,b]=q.front();q.pop();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&&grid[x][y]=='1'&&vis[x][y]==false){q.push({x,y});vis[x][y]=true;}}} }int numIslands(vector<vector<char>>& grid) {m=grid.size(),n=grid[0].size();int ret=0;for(int i=0;i<m;i++){for(int j=0;j<n;j++){if(grid[i][j]=='1'&&vis[i][j]==false){ret++;bfs(grid,i,j);}}}return ret;}
};3、岛屿的最大面积
算法思想：
class Solution {//向量数组int dx[4] = { 0,0,1,-1 };int dy[4] = { 1,-1,0,0 };//vis数组bool vis[51][51];int m, n;
public:int bfs(vector<vector<int>>& grid, int i, int j){//旧写法// int count=0;// queue<pair<int, int>>q;// q.push({ i,j });// vis[i][j] = true;// count++;// while (!q.empty())// {// auto [a, b] = q.front();// q.pop();// 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 && // grid[x][y] == 1 && vis[x][y] == false)// {// q.push({ x,y });// vis[x][y] = true;// count++;// }// }// }// return count;//新写法int count = 0;queue<pair<int, int>> q;q.push({ i, j });vis[i][j] = true;count++;while (q.size()){auto [a, b] = q.front();q.pop();for (int k = 0; k < 4; k++){int x = a + dx[k], y = b + dy[k];if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n&& grid[x][y] == 1 && !vis[x][y]){q.push({ x, y });vis[x][y] = true;count++;}}}return count;}int maxAreaOfIsland(vector<vector<int>>& grid){m = grid.size(), n = grid[0].size();int ret = 0;for (int i = 0; i < m; i++){for (int j = 0; j < n; j++){if (grid[i][j] == 1 && !vis[i][j]){ret = max(ret, bfs(grid, i, j));}}}return ret;}
};4、被围绕的区域
算法思想：
1、先扫描边界上的O区域
2、扫描矩阵，还原即可
class Solution {//向量数组int dx[4] = { 0,0,1,-1 };int dy[4] = { 1,-1,0,0 };int m, n;
public:void bfs(vector<vector<char>>& board,int i,int j){queue<pair<int ,int >>q;q.push({i,j});board[i][j]='.';while (q.size()){auto [a, b] = q.front();q.pop();for (int k = 0; k < 4; k++){int x = a + dx[k], y = b + dy[k];if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n&& board[x][y]=='O'){q.push({ x, y });board[x][y]='.';}}}}void solve(vector<vector<char>>& board) {m=board.size(),n=board[0].size();//先处理边界上的’O‘，然后转换成'.'for(int i=0;i<n;i++){if(board[0][i]=='O') bfs(board,0,i);if(board[m-1][i]=='O') bfs(board,m-1,i);}for(int j=0;j<m;j++){if(board[j][0]=='O') bfs(board,j,0);if(board[j][n-1]=='O') bfs(board,j,n-1);}//还原for(int i=0;i<m;i++){for(int j=0;j<n;j++){if(board[i][j]=='O') board[i][j]='X';if(board[i][j]=='.') board[i][j]='O';}}}
};本期内容就到这里了，喜欢请点个赞谢谢。