二维数组中所有岛屿之间的最大总和是多少？必须使用递归

Posted 2023-02-23

【中文标题】二维数组中所有岛屿之间的最大总和是多少？必须使用递归

【英文标题】：What is the maximum sum between all of the islands in a 2D array? Must use recursion

【发布时间】：2021-11-14 08:40:49

【问题描述】：

假设我们有一个N x M 网格，其中网格的每个单元格都包含一个值为 0 或正整数的值。孤岛是一组在正交方向（北、东、南和西，但不是对角线）上被 0 包围的值。问题是确定网格中所有岛屿之间的最大和。我们得到了名为maxValueIsland 的方法，它采用二维整数数组并通过网格扫描岛屿。一旦它找到一个岛，它就会调用我们必须实现的方法 getIslandValue。然后maxValueIsland 方法返回所有岛值中的最大值。

我们提供了几种实用方法来帮助生成和显示 2D 网格。

public static void main(String[] args) 
    int map[][] = new int[5][5];

    int maxValue = 100;
    int dropChance = 25;
    randomIslands(map, maxValue, dropChance);
    printIslands(map);
    System.out.println("There is an island with a value of " + maxValueIsland(map));


/********** Student Code Here **************************/

public static int maxValueIsland(int map[][]) 
    int maxValue = 0;
    for (int r = 0; r < map.length; r++) 
        for (int c = 0; c < map[r].length; c++) 
            if (map[r][c] != 0) 
                int value = getIslandValue(map, r, c);
                if (value > maxValue) 
                    maxValue = value;
                
            
        
    
    return maxValue;


private static int getIslandValue(int map[][], int r, int c) 
  //HERE IS THE METHOD WE MUST IMPLEMENT
    


/******************************************************************/

public static void randomIslands(int map[][], int maxPossibleValue, int chance) 
    if (maxPossibleValue <= 0) 
        throw new IllegalArgumentException("The max possible value must be a positive integer.");
    
    if (chance > 100 || chance < 0) 
        throw new IllegalArgumentException("The chance of money drop must be between 0 <= p <= 100");
    
    for (int r = 0; r < map.length; r++) 
        for (int c = 0; c < map[r].length; c++) 
            int possible = (int) (Math.random() * 100) + 1;
            if (possible <= chance) 
                map[r][c] = (int) (Math.random() * maxPossibleValue) + 1;
            
        
    


public static void printIslands(int island[][]) 
    int maxDigits = getMaxDigits(island);
    for (int r = 0; r < island.length; r++) 
        for (int c = 0; c < island[r].length; c++) 
            int value = island[r][c];
            String s = "%" + maxDigits + "d";
            if (value != 0) 
                System.out.print(" |");
                System.out.printf(s, value);
                System.out.print("| ");
             else 
                System.out.print("  ");
                System.out.printf("%" + maxDigits + "s", "-");
                System.out.print("  ");
            
        
        System.out.println(" ");
    


private static int getMaxDigits(int[][] arr) 
    int maxDigitSize = 0;
    for (int r = 0; r < arr.length; r++) 
        for (int c = 0; c < arr[r].length; c++) 
            int value = arr[r][c];
            int digits = 0;
            while (value != 0) 
                digits += 1;
                value /= 10;
            
            if (digits > maxDigitSize) 
                maxDigitSize = digits;
            
        
    
    return maxDigitSize;

我已经尝试了几次迭代，我知道我的基本情况是准确的。我在递归调用时遇到了麻烦。我需要考虑网格中不同方向的行驶。 （右、左、上和下）。这是我尝试过的：

private static int getIslandValue(int map[][], int r, int c) 

    if (r < 0 || c < 0 || r >= map.length || c >= map[r].length || map[r][c] == 0) 
        return 0; // Base Case
    

    int right = getIslandValue(map, r, c + 1);
    int down = getIslandValue(map, r + 1, c);
    int left = getIslandValue(map, r, c - 1);
    int up = getIslandValue(map, r - 1, c);
    
    return map[r][c] + (right + left + up + down);

我收到 *** 错误。我尝试了许多不同的迭代。我最初的尝试之一没有产生 *** 错误，但它没有考虑到向左和向上移动：

private static int getIslandValue(int map[][], int r, int c) 

    if (r < 0 || c < 0 || r >= map.length || c >= map[r].length || map[r][c] == 0) 
        return 0; // Base Case
    

    int right = getIslandValue(map, r, c + 1);
    int down = getIslandValue(map, r + 1, c);
    
    return map[r][c] + Math.max(right, down);
    

最后，我知道我必须在访问完一个岛屿后留下 0 的面包屑。我必须包含map[r][c] = 0; 才能完成此操作。但这不是在我的基本案例结束时已经考虑到了吗？ map[r][c] == 0.....??

【问题讨论】：

请提供输入实例（输出更好）

【参考方案1】：

最有效的方法是折叠数组，但我想你想要递归

public static int maxValueIsland(int[][] map) 
    int maxValue = 0;
    for (int r = 0; r < map.length; r++)
        for (int c = 0; c < map[r].length; c++)
            maxValue = Math.max(maxValue, getIslandValue(map, r, c));
    return maxValue;


private static int getIslandValue(int[][] map, int r, int c) 
    if ( r < 0 || c < 0 || r >= map.length || c >= map[r].length || map[r][c] == 0)
        return 0;
    int h = map[r][c];
    map[r][c] = 0;
    return h + getIslandValue(map, r, c + 1) + getIslandValue(map, r, c - 1)
            + getIslandValue(map, r + 1, c) + getIslandValue(map, r - 1, c);

在哪里运行

int[][] map = new int[][]
    0, 0, 1, 0, 0,
    0, 1, 1, 0, 1,
    1, 0, 0, 1, 1,
    1, 1, 1, 1, 0,
    0, 0, 0, 0, 0
;

System.out.println("There is an island with a value of " + maxValueIsland(map));

你得到

There is an island with a value of 8

【讨论】：

非常感谢！它现在正在工作。我有一些与此非常相似的东西，除了我没有将 map[r][c] 分配给 int 类型变量。这就是我正在使用的，当然我每次都得到 0 的值：map[r][c] = 0; return map[r][c] + getIslandValue(map, r, c + 1) + getIslandValue(map, r + 1, c) + getIslandValue(map, r, c - 1) + getIslandValue(map, r - 1, c);