DFS:深度优先遍历:深度优先遍历是一种优先走到底、无路可走再回头的遍历方式

我们所熟悉的 DFS(深度优先搜索)问题通常是在树或者图结构上进行的。而我们今天要讨论的 DFS 问题,是在一种「网格」结构中进行的。岛屿问题是这类网格 DFS 问题的典型代表。网格结构遍历起来要比二叉树复杂一些,如果没有掌握一定的方法,DFS 代码容易写得冗长繁杂。

网格类问题的 DFS 遍历方法

网格问题的基本概念: 我们首先明确一下岛屿问题中的网格结构是如何定义的,以方便我们后面的讨论。

网格问题是由 m×n 个小方格组成一个网格,每个小方格与其上下左右四个方格认为是相邻的,要在这样的网格上进行某种搜索。

岛屿问题是一类典型的网格问题。每个格子中的数字可能是 0 或者 1。我们把数字为 0 的格子看成海洋格子,数字为 1 的格子看成陆地格子,这样相邻的陆地格子就连接成一个岛屿。

在这样一个设定下,就出现了各种岛屿问题的变种,包括岛屿的数量、面积、周长等。不过这些问题,基本都可以用 DFS 遍历来解决。

DFS遍历基本框架:

1.跳出条件

2.遍历方向

类比树的DFS遍历,树:跳出条件--》root==null;遍历方向---》左右孩子

void dfs(TreeNode*root) {

//边界条件

if (!root) {

return;

}

// 访问两个相邻结点:左子结点、右子结点

dfs(root->left);

dfs(root->right);

}

由此我们可以推出网格的dfs遍历:跳出条件:数组下标越界;遍历方向:上下左右

注意当 r == grid.size()时,是越界! 

但访问过得节点肯定不能再次访问了,那如何标记呢?可以直接将值变为2(区别于0,1)

于是有了三种情况

0 —— 海洋1 —— 陆地(未遍历过)2 —— 陆地(已遍历过)

void dfs(vector>& grid, int r, int c) {

// 判断 base case

if (!inArea(grid, r, c)) {

return;

}

// 如果这个格子不是岛屿,直接返回

if (grid[r][c] != 1) {

return;

}

grid[r][c] = 2; // 将格子标记为「已遍历过」

// 访问上、下、左、右四个相邻结点

dfs(grid, r - 1, c);

dfs(grid, r + 1, c);

dfs(grid, r, c - 1);

dfs(grid, r, c + 1);

}

// 判断坐标 (r, c) 是否在网格中

bool inArea(vector>& grid, int r, int c) {

return 0 <= r && r < grid.size()

&& 0 <= c && c < grid[0].size();

}

说回本题:判断岛屿的个数:其实可以理解为能进行几次DFS。(进行一次深度遍历,将本块岛屿的所有小岛全部标记)

由此得到本题代码:

注意本题vetor类型为char;上面解释里面写的为int类型。

class Solution {

public:

void dfs(vector>& grid, int r, int c) {

// 判断 base case

if (!inArea(grid, r, c)) {

return;

}

// 如果这个格子不是岛屿,直接返回

if (grid[r][c] != '1') {

return;

}

grid[r][c] = 2; // 将格子标记为「已遍历过」

// 访问上、下、左、右四个相邻结点

dfs(grid, r - 1, c);

dfs(grid, r + 1, c);

dfs(grid, r, c - 1);

dfs(grid, r, c + 1);

}

// 判断坐标 (r, c) 是否在网格中

bool inArea(vector>& grid, int r, int c) {

return 0 <= r && r < grid.size() && 0 <= c && c < grid[0].size();

}

int numIslands(vector>& grid) {

int ans = 0;

for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {

for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {

if (grid[i][j] == '1') {//找到一块未标记的岛屿

ans++;//数量+1

dfs(grid, i, j);//迅速占领

}

}

}

return ans;

}

};

再来一道

463. 岛屿的周长

什么情况下周长增加:1.这个边是海和岛的分界线 2.边是临界边(网格的头)

if(gird[i][j]==0) return 1;

if(!inarea[i][j]) return 1;

if(grid[i][j]==2) return 0;

所以完整代码:

class Solution {

public:

int dfs(vector>& grid, int row, int col) {

if (!inarea(grid, row, col))

return 1;

if (grid[row][col] == 0)

return 1;

if (grid[row][col] != 1)

return 0;

grid[row][col] = 2;

return dfs(grid, row + 1, col) + dfs(grid, row - 1, col) +

dfs(grid, row, col + 1) + dfs(grid, row, col - 1);

}

bool inarea(vector>& grid, int row, int col) {

if (row < 0 || row >=grid.size())

return false;

if (col < 0 || col >=grid[0].size())

return false;

return true;

}

int islandPerimeter(vector>& grid) {

int ans = 0;

for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {

for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {

if (grid[i][j] == 1)

ans += dfs(grid, i, j);

}

}

return ans;

}

};

再来一道: 

695. 岛屿的最大面积

题目简单清晰明了,岛屿的面积是岛上值为 1 的单元格的数目。所以只需要返回

最大的值为 1 的单元格数目之和就可以啦。

class Solution {

public:

int max_ans = 0;

int ans = 0;

void dfs(vector>& grid, int row, int col) {

if (!inarea(grid, row, col))

return;

if (grid[row][col] == 0 || grid[row][col] == 2)

return;

ans += 1;

grid[row][col] = 2;

// 访问上、下、左、右四个相邻结点

dfs(grid, row - 1, col);

dfs(grid, row + 1, col);

dfs(grid, row, col - 1);

dfs(grid, row, col + 1);

}

bool inarea(vector>& grid, int row, int col) {

if (row < 0 || row >= grid.size())

return false;

if (col < 0 || col >= grid[0].size())

return false;

return true;

}

int maxAreaOfIsland(vector>& grid) {

for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {

for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {

if (grid[i][j] == 1) {

ans=0;

dfs(grid, i, j);

max_ans = max(ans, max_ans);

}

}

}

return max_ans;

}

};

好了,以上就结束了,另外,强烈建议看看参考链接,太6了。

参考链接:. 岛屿问题- 力扣(LeetCode)

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