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solution / 1700-1799 / 1765.Map of Highest Peak / README

发布于 2024-06-17 01:03:14 字数 11858 浏览 0 评论 0 收藏 0

1765. 地图中的最高点

English Version

题目描述

给你一个大小为 m x n 的整数矩阵 isWater ,它代表了一个由 陆地 和 水域 单元格组成的地图。

  • 如果 isWater[i][j] == 0 ,格子 (i, j) 是一个 陆地 格子。
  • 如果 isWater[i][j] == 1 ,格子 (i, j) 是一个 水域 格子。

你需要按照如下规则给每个单元格安排高度:

  • 每个格子的高度都必须是非负的。
  • 如果一个格子是 水域 ,那么它的高度必须为 0 。
  • 任意相邻的格子高度差 至多 为 1 。当两个格子在正东、南、西、北方向上相互紧挨着,就称它们为相邻的格子。(也就是说它们有一条公共边)

找到一种安排高度的方案,使得矩阵中的最高高度值 最大 。

请你返回一个大小为 m x n 的整数矩阵 height ,其中 height[i][j] 是格子 (i, j) 的高度。如果有多种解法,请返回 任意一个 。

 

示例 1:

输入:isWater = [[0,1],[0,0]]
输出:[[1,0],[2,1]]
解释:上图展示了给各个格子安排的高度。
蓝色格子是水域格,绿色格子是陆地格。

示例 2:

输入:isWater = [[0,0,1],[1,0,0],[0,0,0]]
输出:[[1,1,0],[0,1,1],[1,2,2]]
解释:所有安排方案中,最高可行高度为 2 。
任意安排方案中,只要最高高度为 2 且符合上述规则的,都为可行方案。

 

提示:

  • m == isWater.length
  • n == isWater[i].length
  • 1 <= m, n <= 1000
  • isWater[i][j] 要么是 0 ,要么是 1 。
  • 至少有 1 个水域格子。

解法

方法一:BFS

根据题目描述,水域的高度必须是 $0$,而任意相邻格子的高度差至多为 $1$。因此,我们可以从所有水域格子出发,用 BFS 搜索相邻且未访问过的格子,将其高度置为当前格子的高度再加一。

最后返回结果矩阵即可。

时间复杂度 $O(m \times n)$,空间复杂度 $O(m \times n)$。其中 $m$ 和 $n$ 分别是整数矩阵 isWater 的行数和列数。

class Solution:
  def highestPeak(self, isWater: List[List[int]]) -> List[List[int]]:
    m, n = len(isWater), len(isWater[0])
    ans = [[-1] * n for _ in range(m)]
    q = deque()
    for i, row in enumerate(isWater):
      for j, v in enumerate(row):
        if v:
          q.append((i, j))
          ans[i][j] = 0
    while q:
      i, j = q.popleft()
      for a, b in pairwise((-1, 0, 1, 0, -1)):
        x, y = i + a, j + b
        if 0 <= x < m and 0 <= y < n and ans[x][y] == -1:
          ans[x][y] = ans[i][j] + 1
          q.append((x, y))
    return ans
class Solution {
  public int[][] highestPeak(int[][] isWater) {
    int m = isWater.length, n = isWater[0].length;
    int[][] ans = new int[m][n];
    Deque<int[]> q = new ArrayDeque<>();
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
      for (int j = 0; j < n; ++j) {
        ans[i][j] = isWater[i][j] - 1;
        if (ans[i][j] == 0) {
          q.offer(new int[] {i, j});
        }
      }
    }
    int[] dirs = {-1, 0, 1, 0, -1};
    while (!q.isEmpty()) {
      var p = q.poll();
      int i = p[0], j = p[1];
      for (int k = 0; k < 4; ++k) {
        int x = i + dirs[k], y = j + dirs[k + 1];
        if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && ans[x][y] == -1) {
          ans[x][y] = ans[i][j] + 1;
          q.offer(new int[] {x, y});
        }
      }
    }
    return ans;
  }
}
class Solution {
public:
  const int dirs[5] = {-1, 0, 1, 0, -1};

  vector<vector<int>> highestPeak(vector<vector<int>>& isWater) {
    int m = isWater.size(), n = isWater[0].size();
    vector<vector<int>> ans(m, vector<int>(n));
    queue<pair<int, int>> q;
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
      for (int j = 0; j < n; ++j) {
        ans[i][j] = isWater[i][j] - 1;
        if (ans[i][j] == 0) {
          q.emplace(i, j);
        }
      }
    }
    while (!q.empty()) {
      auto [i, j] = q.front();
      q.pop();
      for (int k = 0; k < 4; ++k) {
        int x = i + dirs[k], y = j + dirs[k + 1];
        if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && ans[x][y] == -1) {
          ans[x][y] = ans[i][j] + 1;
          q.emplace(x, y);
        }
      }
    }
    return ans;
  }
};
func highestPeak(isWater [][]int) [][]int {
  m, n := len(isWater), len(isWater[0])
  ans := make([][]int, m)
  type pair struct{ i, j int }
  q := []pair{}
  for i, row := range isWater {
    ans[i] = make([]int, n)
    for j, v := range row {
      ans[i][j] = v - 1
      if v == 1 {
        q = append(q, pair{i, j})
      }
    }
  }
  dirs := []int{-1, 0, 1, 0, -1}
  for len(q) > 0 {
    p := q[0]
    q = q[1:]
    i, j := p.i, p.j
    for k := 0; k < 4; k++ {
      x, y := i+dirs[k], j+dirs[k+1]
      if x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && ans[x][y] == -1 {
        ans[x][y] = ans[i][j] + 1
        q = append(q, pair{x, y})
      }
    }
  }
  return ans
}
function highestPeak(isWater: number[][]): number[][] {
  const m = isWater.length;
  const n = isWater[0].length;
  let ans: number[][] = [];
  let q: number[][] = [];
  for (let i = 0; i < m; ++i) {
    ans.push(new Array(n).fill(-1));
    for (let j = 0; j < n; ++j) {
      if (isWater[i][j]) {
        q.push([i, j]);
        ans[i][j] = 0;
      }
    }
  }
  const dirs = [-1, 0, 1, 0, -1];
  while (q.length) {
    let tq: number[][] = [];
    for (const [i, j] of q) {
      for (let k = 0; k < 4; k++) {
        const [x, y] = [i + dirs[k], j + dirs[k + 1]];
        if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && ans[x][y] == -1) {
          tq.push([x, y]);
          ans[x][y] = ans[i][j] + 1;
        }
      }
    }
    q = tq;
  }
  return ans;
}
use std::collections::VecDeque;

impl Solution {
  #[allow(dead_code)]
  pub fn highest_peak(is_water: Vec<Vec<i32>>) -> Vec<Vec<i32>> {
    let n = is_water.len();
    let m = is_water[0].len();
    let mut ret_vec = vec![vec![-1; m]; n];
    let mut q: VecDeque<(usize, usize)> = VecDeque::new();
    let vis_pair: Vec<(i32, i32)> = vec![(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)];

    // Initialize the return vector
    for i in 0..n {
      for j in 0..m {
        if is_water[i][j] == 1 {
          // This cell is water, the height of which must be 0
          ret_vec[i][j] = 0;
          q.push_back((i, j));
        }
      }
    }

    while !q.is_empty() {
      // Get the front X-Y Coordinates
      let (x, y) = q.front().unwrap().clone();
      q.pop_front();
      // Traverse through the vis pair
      for d in &vis_pair {
        let (dx, dy) = *d;
        if Self::check_bounds((x as i32) + dx, (y as i32) + dy, n as i32, m as i32) {
          if ret_vec[((x as i32) + dx) as usize][((y as i32) + dy) as usize] == -1 {
            // This cell hasn't been visited, update its height
            ret_vec[((x as i32) + dx) as usize][((y as i32) + dy) as usize] =
              ret_vec[x][y] + 1;
            // Enqueue the current cell
            q.push_back((((x as i32) + dx) as usize, ((y as i32) + dy) as usize));
          }
        }
      }
    }

    ret_vec
  }

  #[allow(dead_code)]
  fn check_bounds(i: i32, j: i32, n: i32, m: i32) -> bool {
    i >= 0 && i < n && j >= 0 && j < m
  }
}

方法二

class Solution:
  def highestPeak(self, isWater: List[List[int]]) -> List[List[int]]:
    m, n = len(isWater), len(isWater[0])
    ans = [[-1] * n for _ in range(m)]
    q = deque()
    for i, row in enumerate(isWater):
      for j, v in enumerate(row):
        if v:
          q.append((i, j))
          ans[i][j] = 0
    while q:
      for _ in range(len(q)):
        i, j = q.popleft()
        for a, b in pairwise((-1, 0, 1, 0, -1)):
          x, y = i + a, j + b
          if 0 <= x < m and 0 <= y < n and ans[x][y] == -1:
            ans[x][y] = ans[i][j] + 1
            q.append((x, y))
    return ans
class Solution {
  public int[][] highestPeak(int[][] isWater) {
    int m = isWater.length, n = isWater[0].length;
    int[][] ans = new int[m][n];
    Deque<int[]> q = new ArrayDeque<>();
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
      for (int j = 0; j < n; ++j) {
        ans[i][j] = isWater[i][j] - 1;
        if (ans[i][j] == 0) {
          q.offer(new int[] {i, j});
        }
      }
    }
    int[] dirs = {-1, 0, 1, 0, -1};
    while (!q.isEmpty()) {
      for (int t = q.size(); t > 0; --t) {
        var p = q.poll();
        int i = p[0], j = p[1];
        for (int k = 0; k < 4; ++k) {
          int x = i + dirs[k], y = j + dirs[k + 1];
          if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && ans[x][y] == -1) {
            ans[x][y] = ans[i][j] + 1;
            q.offer(new int[] {x, y});
          }
        }
      }
    }
    return ans;
  }
}
class Solution {
public:
  const int dirs[5] = {-1, 0, 1, 0, -1};

  vector<vector<int>> highestPeak(vector<vector<int>>& isWater) {
    int m = isWater.size(), n = isWater[0].size();
    vector<vector<int>> ans(m, vector<int>(n));
    queue<pair<int, int>> q;
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
      for (int j = 0; j < n; ++j) {
        ans[i][j] = isWater[i][j] - 1;
        if (ans[i][j] == 0) {
          q.emplace(i, j);
        }
      }
    }
    while (!q.empty()) {
      for (int t = q.size(); t; --t) {
        auto [i, j] = q.front();
        q.pop();
        for (int k = 0; k < 4; ++k) {
          int x = i + dirs[k], y = j + dirs[k + 1];
          if (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && ans[x][y] == -1) {
            ans[x][y] = ans[i][j] + 1;
            q.emplace(x, y);
          }
        }
      }
    }
    return ans;
  }
};
func highestPeak(isWater [][]int) [][]int {
  m, n := len(isWater), len(isWater[0])
  ans := make([][]int, m)
  type pair struct{ i, j int }
  q := []pair{}
  for i, row := range isWater {
    ans[i] = make([]int, n)
    for j, v := range row {
      ans[i][j] = v - 1
      if v == 1 {
        q = append(q, pair{i, j})
      }
    }
  }
  dirs := []int{-1, 0, 1, 0, -1}
  for len(q) > 0 {
    for t := len(q); t > 0; t-- {
      p := q[0]
      q = q[1:]
      i, j := p.i, p.j
      for k := 0; k < 4; k++ {
        x, y := i+dirs[k], j+dirs[k+1]
        if x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && ans[x][y] == -1 {
          ans[x][y] = ans[i][j] + 1
          q = append(q, pair{x, y})
        }
      }
    }
  }
  return ans
}

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