【ybtoj】山峰和山谷

使用BFS算法寻找网格地图中山峰和山谷的数量。题目要求地图中相同高度的相邻方格形成山峰或山谷,且周围方格高度需符合特定条件。通过输入地图大小和高度数据,输出山峰和山谷的计数。

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山峰和山谷


题目描述

给定一个n*n的网格状地图,每个方格(i,j)有一个高度 w i , j w_i,_j wi,j。如果两个方格有公共顶点,则它们是相邻的。
定义山峰山谷如下:
均由地图上的一个联通块组成。
所有方格高度都相同。
周围的方格(即不属于山峰或山谷但与山峰或山谷相邻的格子)高度均大于山谷的高度,或小于山峰的高度。
求地图内山峰和山谷的数量。特别的,如果整个地图方格的高度均相同,则整个地图即是一个山谷,也是一个山峰。

输入格式

第一行一个正整数n,表示地图的大小。
接下来n行,每行n个整数表示地图。第i行有n个正整数 w i , 1 , w i , 2 , w i , 3 , . . . , w i , n w_i,_1,w_i,_2,w_i,_3,...,w_i,_n wi,1,wi,2,wi,3,...,wi,n,表示地图第i行格子的高度。

输出格式

输出一行两个整数,分别表示山峰和山谷的数量。

输入样例

5
8 8 8 7 7
7 7 8 8 7
7 7 7 7 7 
7 8 8 7 8
7 8 8 8 8

输出样例

2 1

解题思路

考虑BFS,每次从一个暂未被访问过的点出发进行BFS

Code

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
int n,a[1010][1010],a2[8]= {-1,-1,0,1,1,1,0,-1},a3[8]= {0,1,1,1,0,-1,-1,-1},t,s1=0,s2=0;
bool b[1010][1010],t1,t2;
struct f {
	int x,y;
}k,kt,kd;
queue<f>c;
void bfs() {
	t1=0,t2=0;
	while(!c.empty()) 
	{
		kt=c.front();
		c.pop();
		for(int i=0;i<=7;i++) 
		{
			kd.x=kt.x+a2[i];
			kd.y=kt.y+a3[i];
			if(!(kd.x>=1&&kd.x<=n&&kd.y>=1&&kd.y<=n))
			 continue;
			if(!b[kd.x][kd.y]&&a[kd.x][kd.y]==t) 
			{
				b[kd.x][kd.y]=1;
				c.push(kd);
			} 
			else 
			{
				if(a[kd.x][kd.y]<t)t1=1;
				if(a[kd.x][kd.y]>t)t2=1;
			}
		}
	}
	return;
}
int main() 
{
	cin>>n;
	for(int i=1; i<=n; i++)
	 for(int j=1; j<=n; j++)
	  cin>>a[i][j];
	for(int i=1; i<=n; i++)
	 for(int j=1; j<=n; j++) 
	 {
	    if(!b[i][j]) 
		{
			b[i][j]=1;
			t=a[i][j];
			k.x=i,k.y=j;
			c.push(k);
			bfs();
			if(!t1&&!t2)
			 s1++,s2++;
			if(t1&&!t2)//判断山顶或是山峰
			 s1++;
			if(!t1&&t2)
			 s2++;
		}
	}
	cout<<s1<<" "<<s2;
	return 0;
}

谢谢阅读

### BFS算法在山峰山谷地形中的应用 广度优先搜索(BFS)是一种用于遍历或搜索树或图的算法。该方法同样适用于解决有关山峰山谷的问题,其中地图可以表示为网格形式。 对于给定的地图,其被划分为 \(n \times n\) 的网格,每个格子具有特定的高度值 \(w(i, j)\),可以通过BFS来识别所有的山峰山谷[^1]。具体而言: - **连通性判断**:通过BFS可以从任意一个未访问过的节点出发,找到所有与之相连且高度相同的位置形成的一个连通块。 - **边界条件处理**:一旦确定了一个连通块之后,就需要检查这个连通块周边的情况。如果发现周围的所有相邻位置要么超出边界范围,要么高度低于当前连通块,则认为这是一个山峰;反之,若高于当前连通块,则是一个山谷[^2]。 下面给出一段Python代码实现上述逻辑: ```python from collections import deque def bfs(heights, visited, i, j): queue = deque([(i, j)]) height = heights[i][j] region = [] while queue: x, y = queue.popleft() if not (0 <= x < len(heights)) or not (0 <= y < len(heights[0])): continue if visited[x][y]: continue if heights[x][y] != height: continue visited[x][y] = True region.append((x,y)) directions = [(0,-1), (-1,-1), (-1,0), (-1,1), (0,1), (1,1), (1,0), (1,-1)] for dx, dy in directions: nx, ny = x + dx, y + dy queue.append((nx, ny)) return region def count_peaks_and_valleys(heights): n = len(heights) m = len(heights[0]) visited = [[False]*m for _ in range(n)] peaks = valleys = 0 for i in range(n): for j in range(m): if not visited[i][j]: region = bfs(heights, visited, i, j) is_peak = all( any(0<=x<len(heights) and 0<=y<len(heights[0]) and heights[x][y]<heights[i][j] for x,y in ((a+dx,b+dy) for a,b in region for dx,dy in [(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,1),(1,-1),(1,0),(1,1)])) ) is_valley = all( any(0<=x<len(heights) and 0<=y<len(heights[0]) and heights[x][y]>heights[i][j] for x,y in ((a+dx,b+dy) for a,b in region for dx,dy in [(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,1),(1,-1),(1,0),(1,1)])) ) if is_peak and is_valley: peaks += 1 valleys += 1 elif is_peak: peaks += 1 elif is_valley: valleys += 1 return peaks, valleys ``` 此函数`count_peaks_and_valleys()`接收二维列表作为输入参数,代表不同高度的地貌数据,并返回两个整数分别指示存在的山峰数量以及山谷数量[^3]。
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