代码随想录第46期 图(上)

邻接矩阵存法

 vector<vector<int>> graph(n + 1, vector<int>(n + 1, 0));

    while (m--) {
        cin >> s >> t;
        // 使用邻接矩阵 表示无线图,1 表示 s 与 t 是相连的
        graph[s][t] = 1;
    }

邻接表存法

 // 节点编号从1到n,所以申请 n+1 这么大的数组
    vector<list<int>> graph(n + 1); // 邻接表
    while (m--) {
        cin >> s >> t;
        // 使用邻接表 ,表示 s -> t 是相连的
        graph[s].push_back(t);

    }

首先是求路径的一类

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
vector<vector<int>> result; // 收集符合条件的路径
vector<int> path; // 1节点到终点的路径
 
void dfs (const vector<vector<int>>& graph, int x, int n) {
    // 当前遍历的节点x 到达节点n 
    if (x == n) { // 找到符合条件的一条路径
        result.push_back(path);
        return;
    }
    for (int i = 1; i <= n; i++) { // 遍历节点x链接的所有节点
        if (graph[x][i] == 1) { // 找到 x链接的节点
            path.push_back(i); // 遍历到的节点加入到路径中来
            dfs(graph, i, n); // 进入下一层递归
            path.pop_back(); // 回溯,撤销本节点
        }
    }
}
 
int main() {
    int n, m, s, t;
    cin >> n >> m;
 
    // 节点编号从1到n,所以申请 n+1 这么大的数组
    vector<vector<int>> graph(n + 1, vector<int>(n + 1, 0));
 
    while (m--) {
        cin >> s >> t;
        // 使用邻接矩阵 表示无线图,1 表示 s 与 t 是相连的
        graph[s][t] = 1;
    }
 
    path.push_back(1); // 无论什么路径已经是从0节点出发
    dfs(graph, 1, n); // 开始遍历
 
    // 输出结果
    if (result.size() == 0) cout << -1 << endl;
    for (const vector<int> &pa : result) {
        for (int i = 0; i < pa.size() - 1; i++) {
            cout << pa[i] << " ";
        }
        cout << pa[pa.size() - 1]  << endl;
    }
}
 

然后是岛屿系列

注意visited的使用,还有dir模拟四个方向

深搜

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int dir[4][2] = {0, 1, 1, 0, -1, 0, 0, -1}; // 四个方向
void dfs(const vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y) {
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int nextx = x + dir[i][0];
        int nexty = y + dir[i][1];
        if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 || nexty >= grid[0].size()) continue;  // 越界了,直接跳过
        if (!visited[nextx][nexty] && grid[nextx][nexty] == 1) { // 没有访问过的 同时 是陆地的

            visited[nextx][nexty] = true;
            dfs(grid, visited, nextx, nexty);
        }
    }
}

int main() {
    int n, m;
    cin >> n >> m;
    vector<vector<int>> grid(n, vector<int>(m, 0));
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            cin >> grid[i][j];
        }
    }

    vector<vector<bool>> visited(n, vector<bool>(m, false));

    int result = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (!visited[i][j] && grid[i][j] == 1) {
                visited[i][j] = true;
                result++; // 遇到没访问过的陆地,+1
                dfs(grid, visited, i, j); // 将与其链接的陆地都标记上 true
            }
        }
    }

    cout << result << endl;
}

这种版本是在深搜的过程中进行筛选节点,下一个节点是否能合法已经判断完了,传进dfs函数的就是合法节点。

这种版本是不管怎么样,先dfs,然后判断合不合法进行中止

void dfs(const vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y) {
    if (visited[x][y] || grid[x][y] == 0) return; // 终止条件:访问过的节点 或者 遇到海水
    visited[x][y] = true; // 标记访问过
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int nextx = x + dir[i][0];
        int nexty = y + dir[i][1];
        if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 || nexty >= grid[0].size()) continue;  // 越界了,直接跳过
        dfs(grid, visited, nextx, nexty);
    }
}

广搜

注意,只要入队就要标记

void bfs(const vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y) {
    queue<pair<int, int>> que;
    que.push({x, y});
    visited[x][y] = true; // 只要加入队列,立刻标记
    while(!que.empty()) {
        pair<int ,int> cur = que.front(); que.pop();
        int curx = cur.first;
        int cury = cur.second;
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int nextx = curx + dir[i][0];
            int nexty = cury + dir[i][1];
            if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 || nexty >= grid[0].size()) continue;  // 越界了,直接跳过
            if (!visited[nextx][nexty] && grid[nextx][nexty] == 1) {
                que.push({nextx, nexty});
                visited[nextx][nexty] = true; // 只要加入队列立刻标记
            }
        }
    }
}

同样是两种版本深搜

这种比较好理解,面积全都交给函数去处理,count每次初始化为0

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int count;
int dir[4][2] = {0, 1, 1, 0, -1, 0, 0, -1}; // 四个方向
void dfs(vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y) {
    if (visited[x][y] || grid[x][y] == 0) return; // 终止条件:访问过的节点 或者 遇到海水
    visited[x][y] = true; // 标记访问过
    count++;
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int nextx = x + dir[i][0];
        int nexty = y + dir[i][1];
        if (nextx < 0 || nextx >= grid.size() || nexty < 0 || nexty >= grid[0].size()) continue;  // 越界了,直接跳过
        dfs(grid, visited, nextx, nexty);
    }
}

int main() {
    int n, m;
    cin >> n >> m;
    vector<vector<int>> grid(n, vector<int>(m, 0));
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            cin >> grid[i][j];
        }
    }
    vector<vector<bool>> visited = vector<vector<bool>>(n, vector<bool>(m, false));
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (!visited[i][j] && grid[i][j] == 1) {
                count = 0; // 因为dfs处理当前节点,所以遇到陆地计数为0,进dfs之后在开始从1计数
                dfs(grid, visited, i, j); // 将与其链接的陆地都标记上 true
                result = max(result, count);
            }
        }
    }
    cout << result << endl;
}

注意审题,什么是孤岛

我们先从边界把其他非孤岛的岛屿给遍历,然后再遍历孤岛进行面积的计数,注意count一定要在最后依次遍历前初始化为0

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int count1;
int dir[4][2] = {-1, 0, 0, -1, 1, 0, 0, 1};
void dfs(vector<vector<int>> &graph,int x,int y){
    graph[x][y]=0;
    count1++;
    for(int i=0;i<4;i++){
         int nextx=x+dir[i][0];
        int nexty=y+dir[i][1];
        
        if (nextx<0|| nextx>=graph.size()|| nexty<0||nexty>= graph[0].size()) continue; 
        if(graph[nextx][nexty]==0) continue;
        dfs(graph,nextx,nexty);
        
    }
    return;
    
    
}
int main(){
    int n,m;
    int x;
    cin>>n>>m;
     
    int result=0;
    vector<vector<int>> graph(n,vector<int>(m,0));
    for(int i=0;i<n;i++){
        for(int j=0;j<m;j++){
            cin>>x;
            graph[i][j]=x;
             
        }
    }
    
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (graph[i][0] == 1) dfs(graph, i, 0);
        if (graph[i][m - 1] == 1) dfs(graph, i, m - 1);
    }
    // 从上边和下边 向中间遍历
    for (int j = 0; j < m; j++) {
        if (graph[0][j] == 1) dfs(graph, 0, j);
        if (graph[n - 1][j] == 1) dfs(graph, n - 1, j);
    }count1=0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (graph[i][j] == 1) dfs(graph, i, j);
        }
    }
    cout << count1 << endl;
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
}

暴力模拟就是遍历每个点,然后看这个点 能不能同时到达第一组边界和第二组边界。但是会超时

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int n, m;
int dir[4][2] = {-1, 0, 0, -1, 1, 0, 0, 1};

// 从 x,y 出发 把可以走的地方都标记上
void dfs(vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y) {
    if (visited[x][y]) return;

    visited[x][y] = true;

    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int nextx = x + dir[i][0];
        int nexty = y + dir[i][1];
        if (nextx < 0 || nextx >= n || nexty < 0 || nexty >= m) continue;
        if (grid[x][y] < grid[nextx][nexty]) continue; // 高度不合适

        dfs (grid, visited, nextx, nexty);
    }
    return;
}
bool isResult(vector<vector<int>>& grid, int x, int y) {
    vector<vector<bool>> visited(n, vector<bool>(m, false));

    // 深搜,将x,y出发 能到的节点都标记上。
    dfs(grid, visited, x, y);
    bool isFirst = false;
    bool isSecond = false;

    // 以下就是判断x,y出发,是否到达第一组边界和第二组边界
    // 第一边界的上边
    for (int j = 0; j < m; j++) {
        if (visited[0][j]) {
            isFirst = true;
            break;
        }
    }
    // 第一边界的左边
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (visited[i][0]) {
            isFirst = true;
            break;
        }
    }
    // 第二边界右边
    for (int j = 0; j < m; j++) {
        if (visited[n - 1][j]) {
            isSecond = true;
            break;
        }
    }
    // 第二边界下边
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (visited[i][m - 1]) {
            isSecond = true;
            break;
        }
    }
    if (isFirst && isSecond) return true;
    return false;
}


int main() {
    cin >> n >> m;
    vector<vector<int>> grid(n, vector<int>(m, 0));
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            cin >> grid[i][j];
        }
    }
    // 遍历每一个点,看是否能同时到达第一组边界和第二组边界
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (isResult(grid, i, j)) {
                cout << i << " " << j << endl;
            }
        }
    }
}

我们可以 反过来想,从第一组边界上的节点 逆流而上,将遍历过的节点都标记上。

同样从第二组边界的边上节点 逆流而上,将遍历过的节点也标记上。

然后两方都标记过的节点就是既可以流太平洋也可以流大西洋的节点。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int n, m;
int dir[4][2] = {-1, 0, 0, -1, 1, 0, 0, 1};
void dfs(vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y) {
    if (visited[x][y]) return;

    visited[x][y] = true;

    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int nextx = x + dir[i][0];
        int nexty = y + dir[i][1];
        if (nextx < 0 || nextx >= n || nexty < 0 || nexty >= m) continue;
        if (grid[x][y] > grid[nextx][nexty]) continue; // 注意:这里是从低向高遍历

        dfs (grid, visited, nextx, nexty);
    }
    return;
}



int main() {

    cin >> n >> m;
    vector<vector<int>> grid(n, vector<int>(m, 0));

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            cin >> grid[i][j];
        }
    }
    // 标记从第一组边界上的节点出发,可以遍历的节点
    vector<vector<bool>> firstBorder(n, vector<bool>(m, false));

    // 标记从第一组边界上的节点出发,可以遍历的节点
    vector<vector<bool>> secondBorder(n, vector<bool>(m, false));

    // 从最上和最下行的节点出发,向高处遍历
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        dfs (grid, firstBorder, i, 0); // 遍历最左列,接触第一组边界
        dfs (grid, secondBorder, i, m - 1); // 遍历最右列,接触第二组边界
    }

    // 从最左和最右列的节点出发,向高处遍历
    for (int j = 0; j < m; j++) {
        dfs (grid, firstBorder, 0, j); // 遍历最上行,接触第一组边界
        dfs (grid, secondBorder, n - 1, j); // 遍历最下行,接触第二组边界
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            // 如果这个节点,从第一组边界和第二组边界出发都遍历过,就是结果
            if (firstBorder[i][j] && secondBorder[i][j]) cout << i << " " << j << endl;;
        }
    }


}

注意了解map,和set的使用

第一步:一次遍历地图,得出各个岛屿的面积,并做编号记录。可以使用map记录,key为岛屿编号,value为岛屿面积

第二步:再遍历地图,遍历0的方格(因为要将0变成1),并统计该1(由0变成的1)周边岛屿面积,将其相邻面积相加在一起,遍历所有 0 之后,就可以得出 选一个0变成1 之后的最大面积。


int dir[4][2] = {0, 1, 1, 0, -1, 0, 0, -1}; // 四个方向
void dfs(vector<vector<int>>& grid, vector<vector<bool>>& visited, int x, int y, int mark) {
    if (visited[x][y] || grid[x][y] == 0) return; // 终止条件:访问过的节点 或者 遇到海水
    visited[x][y] = true; // 标记访问过
    grid[x][y] = mark; // 给陆地标记新标签
    count++;
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int nextx = x + dir[i][0];
        int nexty = y + dir[i][1];
        if (nextx < 0 || nextx >= n || nexty < 0 || nexty >= m) continue;  // 越界了,直接跳过
        dfs(grid, visited, nextx, nexty, mark);
    }
}

int main() {
    cin >> n >> m;
    vector<vector<int>> grid(n, vector<int>(m, 0));

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            cin >> grid[i][j];
        }
    }
    vector<vector<bool>> visited(n, vector<bool>(m, false)); // 标记访问过的点
    unordered_map<int ,int> gridNum;
    int mark = 2; // 记录每个岛屿的编号
    bool isAllGrid = true; // 标记是否整个地图都是陆地
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (grid[i][j] == 0) isAllGrid = false;
            if (!visited[i][j] && grid[i][j] == 1) {
                count = 0;
                dfs(grid, visited, i, j, mark); // 将与其链接的陆地都标记上 true
                gridNum[mark] = count; // 记录每一个岛屿的面积
                mark++; // 记录下一个岛屿编号
            }
        }
    }
    if (isAllGrid) {
        cout << n * m << endl; // 如果都是陆地,返回全面积
        return 0; // 结束程序
    }

    // 以下逻辑是根据添加陆地的位置,计算周边岛屿面积之和
    int result = 0; // 记录最后结果
    unordered_set<int> visitedGrid; // 标记访问过的岛屿
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            count = 1; // 记录连接之后的岛屿数量
            visitedGrid.clear(); // 每次使用时,清空
            if (grid[i][j] == 0) {
                for (int k = 0; k < 4; k++) {
                    int neari = i + dir[k][1]; // 计算相邻坐标
                    int nearj = j + dir[k][0];
                    if (neari < 0 || neari >= n || nearj < 0 || nearj >= m) continue;
                    if (visitedGrid.count(grid[neari][nearj])) continue; // 添加过的岛屿不要重复添加
                    // 把相邻四面的岛屿数量加起来
                    count += gridNum[grid[neari][nearj]];
                    visitedGrid.insert(grid[neari][nearj]); // 标记该岛屿已经添加过
                }
            }
            result = max(result, count);
        }
    }
    cout << result << endl;

}

这里无向图求最短路,广搜最为合适,广搜只要搜到了终点,那么一定是最短的路径。因为广搜就是以起点中心向四周扩散的搜索。

本题如果用深搜,会比较麻烦,要在到达终点的不同路径中选则一条最短路。 而广搜只要达到终点,一定是最短路。

另外需要有一个注意点:

  • 本题是一个无向图,需要用标记位,标记着节点是否走过,否则就会死循环!
  • 使用set来检查字符串是否出现在字符串集合里更快一些
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
    string beginStr,endStr,str;
    int n;
    cin>>n;
    unordered_set<string> strSet;
    cin>>beginStr>>endStr;
    for(int i=0;i<n;i++){
        cin>>str;
        strSet.insert(str);
    }
    
    unordered_map<string,int> visitMap;
    queue<string> que;
    que.push(beginStr);
    visitMap.insert(pair<string,int>(beginStr,1));

    while(!que.empty()){
        string word =que.front();
        que.pop();
        int path =visitMap[word];
        for(int i=0;i<word.size();i++){
            string newWrod =word;
            for(int j=0;j<26;j++){
                newWrod[i]=j+'a';
                if(newWrod==endStr){
                    cout<<path+1<<endl;
                    return 0;
                }
                if(strSet.find(newWrod)!=strSet.end()
                    &&visitMap.find(newWrod)==visitMap.end() 
                     ){
                         
                         visitMap.insert(pair<string,int>(newWrod,path+1));
                         que.push(newWrod);
                  
                     }

                
            }

        }
        
        
    }
    
    
    cout<<0<<endl;
    
}

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