一、什么是深度优先遍历(DFS)
以“深度”为第一关键词,每次都沿路径到不能再前进时,才退回到最近的岔路口,然后继续按同样的逻辑搜索。
二、题目与解答
题目:
Leetcode 695. 岛屿的最大面积
解答思路:
首先要遍历数组,当发现(i,j)对应为陆地时,进行如下步骤:
(1)递归解法
递归解法最重要的是首先要确定递归边界。(设计递归函数时,我们必须为它设置一个结束递归的“出口”,否则函数会一直调用自身(死循环),直至运行崩溃。)
该题有两个递归边界:
一个是矩阵尺寸限制,

一个是碰到了水域
一般来说,深度优先搜索类型的题可以分为主函数和辅函数,
主函数用于遍历所有的搜索位置,判断是否可以开始搜索,如果可以即在辅函数进行搜索。
辅函数则负责深度优先搜索的递归调用
本题中主函数为:int maxAreaOfIsland(vector<vector<int>>& grid);
辅函数为:int LandDFS(vector<vector<int>>& grid, int i, int j); 其中i, j 代表当前坐标。
class Solution {
public:
// 辅函数
int LandDFS(vector<vector<int>>& grid, int i, int j)
{
// 在矩阵尺寸范围内
if((i < grid.size()) && (i >= 0) && (j < grid[0].size()) && (j >= 0)) {
if (grid[i][j] == 0) { // 碰到水
return 0;
}
else {
grid[i][j] = 0;
return 1 + LandDFS(grid, i-1, j) + LandDFS(grid, i+1, j) +
LandDFS(grid, i, j-1) + LandDFS(grid, i, j+1);
}
}
else {
return 0;
}
}
// 主函数
int maxAreaOfIsland(vector<vector<int>>& grid) {
int ans = 0;
for (int i = 0; i < grid.size(); i++) {
for (int j = 0; j < grid[0].size(); j++) {
ans = max(ans, LandDFS(grid, i, j)); // 这里LandDFS(grid, i, j)返回的是含(i,j)的岛屿的面积
}
}
return ans;
}
};
(2)栈解法
我们也可以使用栈(stack)实现深度优先搜索,但因为栈与递归的调用原理相同,而递归相对便于实现,因此刷题时推荐使用递归式写法,同时也方便进行回溯(见下节)。
不过在实际工程上,直接使用栈可能才是最好的选择,一是因为便于理解,二是更不易出现递归栈满的情况。
class Solution {
private:
vector<int> direction {-1, 0, 1, 0, -1}; // 每相邻两位即为上下左右四个方向之一
public:
int maxAreaOfIsland(vector<vector<int>>& grid) {
int m = grid.size(), n = grid[0].size();
int localArea, area = 0, x, y;
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (grid[i][j]) { // 进入岛屿
localArea = 1;
grid[i][j] = 0; // 抹除
stack<pair<int, int>> IsLand; // 存放土地的堆栈
IsLand.push({i, j}); // 往栈中加入当前土地(该岛第一块土地)
while (!IsLand.empty()) {
auto [r, c] = IsLand.top(); // 从栈中取出元素,并访问
IsLand.pop(); // 从栈中取出元素,并访问
for (int k = 0; k < 4; k++) { // 上下左右
x = r + direction[k];
y = c + direction[k+1];
if ( x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && grid[x][y] == 1) {
++localArea;
grid[x][y] = 0;
IsLand.push({x, y}); // 往栈中加入当前土地 ( (i,j)土地的领接土地节点 )
}
}
}
}
area = max(area, localArea);
}
}
return area;
}
};
参考视频:
https://leetcode.cn/problems/max-area-of-island/solution/dao-yu-de-zui-da-mian-ji-by-leetcode-solution/
