星星之夜(dfs)

夜空深处,闪亮的星星以星群的形式出现在人们眼中,形态万千。

一个星群是指一组非空的在水平,垂直或对角线方向相邻的星星的集合。

一个星群不能是一个更大星群的一部分。

星群可能是相似的。

如果两个星群的形状、包含星星的数目相同,那么无论它们的朝向如何,都认为它们是相似的。

通常星群可能有 8 种朝向,如下图所示:

在这里插入图片描述
现在,我们用一个二维 01 矩阵来表示夜空,如果一个位置上的数字是 1,那么说明这个位置上有一个星星,否则这个位置上的数字应该是 0。

给定一个夜空二维矩阵,请你将其中的所有星群用小写字母进行标记,标记时相似星群用同一字母,不相似星群用不同字母。

标注星群就是指将星群中所有的 1 替换为小写字母。

输入格式

第一行包含一个整数 W,表示矩阵宽度。

第二行包含一个整数 H,表示矩阵高度。

接下来 H 行,每行包含一个长度为 W 的 01 序列,用来描述整个夜空矩阵。

输出格式

输出标记完所有星群后的二维矩阵。

用小写字母标记星群的方法很多,我们将整个输出读取为一个字符串,能够使得这个字符串字典序最小的标记方式,就是我们想要的标记方式。

输出这个标记方式标出的最终二维矩阵。

数据范围

0≤W,H≤100,
0≤ 星群数量 ≤500,
0≤ 不相似星群数量 ≤26,
1≤ 星群中星星的数量 ≤160

输入样例:

23
15
10001000000000010000000
01111100011111000101101
01000000010001000111111
00000000010101000101111
00000111010001000000000
00001001011111000000000
10000001000000000000000
00101000000111110010000
00001000000100010011111
00000001110101010100010
00000100110100010000000
00010001110111110000000
00100001110000000100000
00001000100001000100101
00000001110001000111000

输出样例:

a000a0000000000b0000000
0aaaaa000ccccc000d0dd0d
0a0000000c000c000dddddd
000000000c0b0c000d0dddd
00000eee0c000c000000000
0000e00e0ccccc000000000
b000000e000000000000000
00b0f000000ccccc00a0000
0000f000000c000c00aaaaa
0000000ddd0c0b0c0a000a0
00000b00dd0c000c0000000
000g000ddd0ccccc0000000
00g0000ddd0000000e00000
0000b000d0000f000e00e0b
0000000ddd000f000eee000

用到了dfs和哈希的思想

不仅要记录星群的点数,还要记录星群的形状

对于点数,可以用一个变量cnt来记录

对于形状,有一个技巧,计算星群中任意两点的距离之和再累加,距离的累加和是独一无二的,即:

∑ x ∈ D , y ∈ D   ( x ≠ y ) ∣ ∣ x − y ∣ ∣ ∑_{x∈D,y∈D~(x≠y)}||x-y|| xD,yD (x=y)xy

将所有算得的距离放入一个数组中,每次遍历数组的值判断是否相等,看当前的距离之和是否出现过

并且因为是double类型,判等时需要加一个eps

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 105;
#define x first
#define y second

int n, m, cnt; // cnt表示当前连通块的点数
char g[N][N], mark;
bool vis[N][N];
typedef pair<int, int> PII;
PII shape[N * N]; // 记录每个连通块的所有位置
// 计算两点间的距离
double get_dist(PII a, PII b)
{
    
    
    double x = a.x - b.x;
    double y = a.y - b.y;
    return sqrt(x * x + y * y);
}
// 得到距离之和
double get_hash()
{
    
    
    double res = 0;
    for (int i = 0; i < cnt; i++) {
    
    
        for (int j = i + 1; j < cnt; j++) {
    
    
            res += get_dist(shape[i], shape[j]);
        }
    }
    return res;
}
// 得到连通块的标记
char get_id(double v)
{
    
    
    static double hash[N]; // 记录所有连通块的距离
    static int cnt = 0;
    for (int i = 0; i < cnt; i++) {
    
    
        if (fabs(v - hash[i]) < 1e-6) {
    
    
            return 'a' + i;
        }
    }
    hash[cnt++] = v;
    return 'a' + cnt - 1;
}

void dfs(int x, int y)
{
    
    
    // 记录位置
    shape[cnt++] = {
    
    x, y};
    //cout << cnt << endl;
    vis[x][y] = 1;
    for (int dx = -1; dx <= 1; dx++) {
    
    
        for (int dy = -1; dy <= 1; dy++) {
    
    
            int nx = x + dx, ny = y + dy;
            if (nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && g[nx][ny] == '1' && vis[nx][ny] == 0) {
    
    
                dfs(nx, ny);
            }
        }
    }
}

int main(void)
{
    
    
    cin >> m >> n;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
    
    
        cin >> g[i];
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
    
    
        for (int j = 0; j < m; j++) {
    
    
            cin >> g[i][j];
            if (g[i][j] == '1') {
    
    
                // 初始化连通块的点数
                cnt = 0;
                dfs(i, j);
                // 得到哈希(距离之和)
                double hash = get_hash();
                // 得到对应的标记
                mark = get_id(hash);
                // 标记连通块
                for (int k = 0; k < cnt; k++) {
    
    
                    g[shape[k].x][shape[k].y] = mark;
                }
            }
        }
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
    
    
        for (int j = 0; j < m; j++) {
    
    
            cout << g[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
    
    return 0;
}

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dfs
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