LeetCode算法题-Flood Fill（Java实现）

Posted 2021-02-16 程序员小川

这是悦乐书的第306次更新，第325篇原创

01 看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第173题（顺位题号是733）。图像由二维整数数组表示，每个整数表示图像的像素值（从0到65535）。给定表示泛洪填充的起始像素（行和列）的坐标（sr，sc）和像素值newColor，进行“泛洪填充”图像。

要执行“泛洪填充”，请考虑起始像素，以及与起始像素相同颜色的起始像素4向连接的任何像素，以及与这些像素4向相连的任何像素（也使用与起始像素），依此类推。用newColor替换所有上述像素的颜色。最后，返回修改后的图像。例如：

输入：image = [[1,1,1]，[1,1,0]，[1,0,1]]

sr = 1，sc = 1，newColor = 2

输出：[[2,2,2]，[2,2,0]，[2,0,1]]

说明：从图像的中心（位置（sr，sc）=（1,1）），连接所有像素通过与起始像素相同颜色的路径用新颜色着色。


注意：

• 图像和图像[0]的长度将在[1,50]范围内。

• 给定的起始像素将满足0 <= sr <image.length和0 <= sc <image [0] .length。

• image [i] [j]和newColor中每种颜色的值将是[0,65535]中的整数。

本次解题使用的开发工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，环境是win7 64位系统，使用Java语言编写和测试。

02 第一种解法

题目的意思是将起始位置的值改为新的值，如果值不相同的话。并且以起始坐标开始，其上下左右四个方向的点，如果像素值和起始坐标的相等，也要改为新的坐标值，以这些四个方向上的点也会继续向他们本身的四个方向延伸，直到不能修改为止。

上述问题的子问题与问题本身的性质一样，都是以本身为中心，向四个方向扩散，因此我们可以借助递归来实现，但是需要注意边界，不要下标越界了。

public int[][] floodFill(int[][] image, int sr, int sc, int newColor) {
    int oldColor = image[sr][sc];
    if (oldColor != newColor) {
        help(image, sr, sc, newColor, oldColor);
    }
    return image;
}

public void help(int[][] image, int sr, int sc, int newColor, int oldColor) {
    if (image[sr][sc] == oldColor) {
        image[sr][sc] = newColor;
        // 向上        
        if (sr-1 >= 0) {
            help(image, sr-1, sc, newColor, oldColor);
        }
        // 向下
        if (sr+1 < image.length) {
            help(image, sr+1, sc, newColor, oldColor);
        }
        // 向左
        if (sc-1 >= 0) {
            help(image, sr, sc-1, newColor, oldColor);
        }
        // 向右
        if (sc+1 < image[0].length) {
            help(image, sr, sc+1, newColor, oldColor);
        }
    }
}

03 第二种解法

我们也可以使用迭代的方式来实现，借助队列。队列中存放的是坐标，以数组形式表现，另外将四个方向用两个坐标数组来表示，x表示行的方向，y表示列的方向。在队列中判断四个方向的数据是否符合要求，不能越界并且要等于原始起点的值，将满足这些条件的坐标存入数组。

public int[][] floodFill(int[][] image, int sr, int sc, int newColor) {
    int oldColor = image[sr][sc];
    if (oldColor == newColor) {
        return image;
    }
    Queue<int[]> queue = new LinkedList<int[]>();
    queue.offer(new int[]{sr, sc});    
    int[] x = {1,-1,0,0};
    int[] y = {0,0,1,-1};
    while (!queue.isEmpty()) {
        int size = queue.size();
        for (int i=0; i<size; i++) {
            int[] temp = queue.poll();
            int m = temp[0];
            int n = temp[1];
            image[m][n] = newColor;
            for (int j=0; j<4; j++) {
                int nx = x[j]+m;
                int ny = y[j]+n;
                if (nx>=image.length || nx<0 || ny>=image[0].length || ny<0 || image[nx][ny] != oldColor) {
                    continue;
                }
                queue.offer(new int[]{nx, ny});
            }
        }
    }
    return image;
}

04 小结

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