在Python中,通过将块添加到网格中来逐个查找岛屿数量的程序

在Python中,通过将块添加到网格中来逐个查找岛屿数量的程序

岛屿数量是指在地图上连续的陆地的数量。在计算机科学领域,我们可以用一个二维数组来表示一个地图,其中0代表海洋,1代表陆地。我们可以通过扫描整个数组,当遇到1时,将其上下左右以及斜方向的1都标记为已访问,直到全部访问完为止。访问一次代表一个岛屿,最后得到的数就是这张地图上的岛屿数量。本文将介绍如何通过Python代码实现这个算法。

实现算法

首先,我们需要定义一个二维数组来表示地图。这里我们以一个4×5的数组为例:

map = [
    [1, 1, 0, 0, 0],
    [1, 1, 0, 1, 1],
    [0, 0, 0, 1, 1],
    [0, 0, 0, 0, 0],
]

接下来,我们可以定义一个函数来标记访问过的1,并在下一轮循环中跳过这些被标记过的块:

def mark_visited(row, col, visited, map):
    # 标记访问过的块
    if row >= 0 and col >= 0 and row < len(map) and col < len(map[0]) and map[row][col] == 1 and not visited[row][col]:
        visited[row][col] = True

        # 标记上下左右以及斜方向的块
        mark_visited(row-1, col, visited, map)
        mark_visited(row+1, col, visited, map)
        mark_visited(row, col-1, visited, map)
        mark_visited(row, col+1, visited, map)
        mark_visited(row-1, col-1, visited, map)
        mark_visited(row-1, col+1, visited, map)
        mark_visited(row+1, col-1, visited, map)
        mark_visited(row+1, col+1, visited, map)

最后,我们可以定义一个函数来扫描整个地图,并返回岛屿的数量:

def find_islands(map):
    visited = [[False] * len(map[0]) for _ in range(len(map))]
    count = 0

    # 扫描整个地图
    for row in range(len(map)):
        for col in range(len(map[0])):
            if map[row][col] == 1 and not visited[row][col]:
                mark_visited(row, col, visited, map)
                count += 1

    return count

示例

我们可以使用上面定义的二维数组来测试我们的算法:

map = [
    [1, 1, 0, 0, 0],
    [1, 1, 0, 1, 1],
    [0, 0, 0, 1, 1],
    [0, 0, 0, 0, 0],
]

print(find_islands(map)) # 输出2

结论

通过上述代码,我们可以发现,在Python中通过将块添加到网格中来逐个查找岛屿数量是一个非常简单但是高效的算法。在实际应用中,可以将地图用二维数组表示,并通过递归方式来标记访问过的块,以此来计算岛屿的数量。

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