给定一个 m x n 的矩阵,其中的值均为正整数,代表二维高度图每个单元的高度,请计算图中形状最多能接多少体积的雨水。
说明:
m 和 n 都是小于110的整数。每一个单位的高度都大于0 且小于 20000。
示例:
给出如下 3x6 的高度图:
[
[1,4,3,1,3,2],
[3,2,1,3,2,4],
[2,3,3,2,3,1]
]
返回 4。
struct Node{
int i,j,h;
Node(int ii,int jj,int hh):i(ii),j(jj),h(hh){}
bool operator <(const Node &root) const{
return h>root.h;
}
};
class Solution {
public:
int trapRainWater(vector<vector<int>>& heightMap) {
if(heightMap.size()==0) return 0;
int m=heightMap.size(),n=heightMap[0].size(),area=0,h=0;
priority_queue<Node> q;
vector<vector<bool>> visit(m,vector<bool>(n,false));
for(int i=0;i<m;i++){
for(int j=0;j<n;j++){
if(i==0||i==m-1||j==0||j==n-1){
q.push(Node(i,j,heightMap[i][j]));
visit[i][j]=true;
}
}
}
vector<int> x={0,0,-1,1},y={-1,1,0,0};
while(!q.empty())
{
auto f=q.top();
if(h<f.h) h++;
else
{
q.pop();
for(int k=0;k<4;k++)
{
int i=f.i+x[k],j=f.j+y[k];
if(i>=0&&i<m&&j>=0&&j<n&&visit[i][j]==false)
{
int hh=heightMap[i][j];
if(hh<h) area+=h-hh;
q.push(Node(i,j,hh));
visit[i][j]=true;
}
}
}
}
return area;
}
};
此题用BFS来做。创建一个优先级队列,该队列中是将高度小的放在队首。先将四周一圈的格子加入队列中,并将这些格子的状态设为已访问过。下面开始BFS,从队列的头部取出元素,并用其高度更新海平面level,然后从该格子向四周寻找格子,如果某格子未被访问过,那么将其状态设为已访问过,然后判断如果其高度小于海平面,那么把它们的高度差加到ans中,否则不操作。接下来将该格子加入到优先级队列中。如此进行,当优先级队列为空时退出循环,返回ans。
https://www.cnblogs.com/grandyang/p/5928987.html
这道题是之前那道 Trapping Rain Water 的拓展,由 2D 变 3D 了,感觉很叼。但其实解法跟之前的完全不同了,之前那道题由于是二维的,我们可以用双指针来做,而这道三维的,我们需要用 BFS 来做,解法思路很巧妙,下面我们就以题目中的例子来进行分析讲解,多图预警,手机流量党慎入:
首先我们应该能分析出,能装水的底面肯定不能在边界上,因为边界上的点无法封闭,那么所有边界上的点都可以加入 queue,当作 BFS 的启动点,同时我们需要一个二维数组来标记访问过的点,访问过的点我们用红色来表示,那么如下图所示:

我们再想想,怎么样可以成功的装进去水呢,是不是周围的高度都应该比当前的高度高,形成一个凹槽才能装水,而且装水量取决于周围最小的那个高度,有点像木桶原理的感觉,那么为了模拟这种方法,我们采用模拟海平面上升的方法来做,我们维护一个海平面高度 mx,初始化为最小值,从1开始往上升,那么我们 BFS 遍历的时候就需要从高度最小的格子开始遍历,那么我们的 queue 就不能使用普通队列了,而是使用优先级队列,将高度小的放在队首,最先取出,这样我们就可以遍历高度为1的三个格子,用绿色标记出来了,如下图所示:

如上图所示,向周围 BFS 搜索的条件是不能越界,且周围格子未被访问,那么可以看出上面的第一个和最后一个绿格子无法进一步搜索,只有第一行中间那个绿格子可以搜索,其周围有一个灰格子未被访问过,将其加入优先队列 queue 中,然后标记为红色,如下图所示:

那么优先队列 queue 中高度为1的格子遍历完了,此时海平面上升1,变为2,此时我们遍历优先队列 queue 中高度为2的格子,有3个,如下图绿色标记所示:
我们发现这三个绿格子周围的格子均已被访问过了,所以不做任何操作,海平面继续上升,变为3,遍历所有高度为3的格子,如下图绿色标记所示:

由于我们没有特别声明高度相同的格子在优先队列 queue 中的顺序,所以应该是随机的,其实谁先遍历到都一样,对结果没啥影响,我们就假设第一行的两个绿格子先遍历到,那么那么周围各有一个灰格子可以遍历,这两个灰格子比海平面低了,可以存水了,把存水量算出来加入结果 res 中,如下图所示:

上图中这两个遍历到的蓝格子会被加入优先队列 queue 中,由于它们的高度小,所以下一次从优先队列 queue 中取格子时,它们会被优先遍历到,那么左边的那个蓝格子进行BFS搜索,就会遍历到其左边的那个灰格子,由于其高度小于海平面,也可以存水,将存水量算出来加入结果 res 中,如下图所示:

等两个绿格子遍历结束了,它们会被标记为红色,蓝格子遍历会先被标记红色,然后加入优先队列 queue 中,由于其周围格子全变成红色了,所有不会有任何操作,如下图所示:

此时所有的格子都标记为红色了,海平面继续上升,继续遍历完优先队列 queue 中的格子,不过已经不会对结果有任何影响了,因为所有的格子都已经访问过了,此时等循环结束后返回res即可