542. 01 Matrix [LeetCode]

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Given a matrix consists of 0 and 1, find the distance of the nearest 0 for each cell.

The distance between two adjacent cells is 1.

Example 1: 
Input:

0 0 0
0 1 0
0 0 0

Output:

0 0 0
0 1 0
0 0 0

Example 2: 
Input:

0 0 0
0 1 0
1 1 1

Output:

0 0 0
0 1 0
1 2 1

Note:

1. The number of elements of the given matrix will not exceed 10,000.
2. There are at least one 0 in the given matrix.
3. The cells are adjacent in only four directions: up, down, left and right.

题目大意：这题给我们一个0-1矩阵，要我们求出矩阵中每个元素，到最近的0的距离。

思路概述：因为0元素最后的返回值还是0，要求元素1到最近的0的距离，首先就想到BFS。首先，我从每一个1开始向周围BFS，直到找到最近的0，但这样做的时间复杂度过高，提交结果TLE，没有能够通过。

之后在LeetCode的讨论区学习了一下，发现思路没有什么问题，只是BFS遍历时可以优化一下：遍历原数组，将1都置为Max_Value。建立一个队列，加入所有0元素的位置；之后从队列中的元素出发遍历周边元素，如果其周边的元素不越界且大于元素值+1，更新其值为当前中心元素值+1，将这个周边元素加到队列中，构成下一层节点。

AC代码如下：

public class Solution {
    public int[][] updateMatrix(int[][] matrix) {
        int m = matrix.length;
        int n = matrix[0].length;
        
        if (m==0 || n==0 || matrix==null)
            return null;
        
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        for (int i=0; i<m; i++) {
            for (int j=0; j<n; j++) {
                if (matrix[i][j] == 0) {
                    queue.offer(new int[] {i, j});
                } else {
                    matrix[i][j] = Integer.MAX_VALUE;
                }
            }
        }
        
        int[][] dirs = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};
        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] cell = queue.poll();
            for (int[] dir : dirs) {
                int x = cell[0] + dir[0];
                int y = cell[1] + dir[1];
                if (x<0 || x>=m || y<0 || y>=n || matrix[x][y] <= matrix[cell[0]][cell[1]]+1)
                    continue;
                queue.offer(new int[] {x, y});
                matrix[x][y] = matrix[cell[0]][cell[1]] + 1;
            }
        }
        
        return matrix;
    }
}