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e24f19f · Aug 31, 2023

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LCS 03. 主题空间

题目描述

「以扣会友」线下活动所在场地由若干主题空间与走廊组成,场地的地图记作由一维字符串型数组 grid,字符串中仅包含 "0"~"5" 这 6 个字符。地图上每一个字符代表面积为 1 的区域,其中 "0" 表示走廊,其他字符表示主题空间。相同且连续(连续指上、下、左、右四个方向连接)的字符组成同一个主题空间。

假如整个 grid 区域的外侧均为走廊。请问,不与走廊直接相邻的主题空间的最大面积是多少?如果不存在这样的空间请返回 0

示例 1:

输入:grid = ["110","231","221"]

输出:1

解释:4 个主题空间中,只有 1 个不与走廊相邻,面积为 1。 image.png

示例 2:

输入:grid = ["11111100000","21243101111","21224101221","11111101111"]

输出:3

解释:8 个主题空间中,有 5 个不与走廊相邻,面积分别为 3、1、1、1、2,最大面积为 3。 image.png

提示:

  • 1 <= grid.length <= 500
  • 1 <= grid[i].length <= 500
  • grid[i][j] 仅可能是 "0"~"5"

解法

并查集。

并查集模板:

模板 1——朴素并查集:

# 初始化,p存储每个点的父节点
p = list(range(n))


# 返回x的祖宗节点
def find(x):
    if p[x] != x:
        # 路径压缩
        p[x] = find(p[x])
    return p[x]


# 合并a和b所在的两个集合
p[find(a)] = find(b)

模板 2——维护 size 的并查集:

# 初始化,p存储每个点的父节点,size只有当节点是祖宗节点时才有意义,表示祖宗节点所在集合中,点的数量
p = list(range(n))
size = [1] * n


# 返回x的祖宗节点
def find(x):
    if p[x] != x:
        # 路径压缩
        p[x] = find(p[x])
    return p[x]


# 合并a和b所在的两个集合
if find(a) != find(b):
    size[find(b)] += size[find(a)]
    p[find(a)] = find(b)

模板 3——维护到祖宗节点距离的并查集:

# 初始化,p存储每个点的父节点,d[x]存储x到p[x]的距离
p = list(range(n))
d = [0] * n


# 返回x的祖宗节点
def find(x):
    if p[x] != x:
        t = find(p[x])
        d[x] += d[p[x]]
        p[x] = t
    return p[x]


# 合并a和b所在的两个集合
p[find(a)] = find(b)
d[find(a)] = distance

对于本题,记 m, n 分别为 grid 的行数和列数。

  • 将所有走廊及 "0" 对应的格子与超级节点 m * n 相连。
  • 对于其它格子,判断其相邻(上、下、左、右)的格子是否为 "0" 或者与当前格子相同,若是,更新 size 并将两个格子相连。
  • 最后,获取不与超级节点相连的格子的最大 size,即为答案。

Python3

class Solution:
    def largestArea(self, grid: List[str]) -> int:
        def find(x):
            if p[x] != x:
                p[x] = find(p[x])
            return p[x]

        m, n = len(grid), len(grid[0])
        p = list(range(m * n + 1))
        size = [1] * (m * n + 1)
        dirs = [[0, -1], [0, 1], [1, 0], [-1, 0]]
        for i in range(m):
            for j in range(n):
                if i == 0 or i == m - 1 or j == 0 or j == n - 1 or grid[i][j] == '0':
                    p[find(i * n + j)] = find(m * n)
                else:
                    for a, b in dirs:
                        x, y = i + a, j + b
                        if (grid[x][y] == '0' or grid[i][j] == grid[x][y]) and find(
                            x * n + y
                        ) != find(i * n + j):
                            size[find(x * n + y)] += size[find(i * n + j)]
                            p[find(i * n + j)] = find(x * n + y)
        return max(
            [
                size[i * n + j]
                for i in range(m)
                for j in range(n)
                if find(i * n + j) != find(m * n)
            ],
            default=0,
        )

Java

class Solution {
    private int[] p;

    public int largestArea(String[] grid) {
        int m = grid.length;
        int n = grid[0].length();
        p = new int[m * n + 1];
        int[] size = new int[m * n + 1];
        for (int i = 0; i < p.length; ++i) {
            p[i] = i;
            size[i] = 1;
        }
        int[] dirs = {0, 1, 0, -1, 0};
        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 || grid[i].charAt(j) == '0') {
                    p[find(i * n + j)] = find(m * n);
                } else {
                    for (int k = 0; k < 4; ++k) {
                        int x = i + dirs[k];
                        int y = j + dirs[k + 1];
                        if (grid[x].charAt(y) == '0' || grid[i].charAt(j) == grid[x].charAt(y)) {
                            if (find(x * n + y) != find(i * n + j)) {
                                size[find(x * n + y)] += size[find(i * n + j)];
                                p[find(i * n + j)] = find(x * n + y);
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < m; ++i) {
            for (int j = 0; j < n; ++j) {
                if (find(i * n + j) != find(m * n)) {
                    ans = Math.max(ans, size[i * n + j]);
                }
            }
        }
        return ans;
    }

    private int find(int x) {
        if (p[x] != x) {
            p[x] = find(p[x]);
        }
        return p[x];
    }
}

C++

class Solution {
public:
    vector<int> p;

    int largestArea(vector<string>& grid) {
        int m = grid.size(), n = grid[0].size();
        p.resize(m * n + 1);
        for (int i = 0; i < p.size(); ++i) p[i] = i;
        vector<int> size(m * n + 1, 1);
        vector<int> dirs = {-1, 0, 1, 0, -1};
        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 || grid[i][j] == '0')
                    p[find(i * n + j)] = find(m * n);
                else {
                    for (int k = 0; k < 4; ++k) {
                        int x = i + dirs[k], y = j + dirs[k + 1];
                        if ((grid[x][y] == '0' || grid[i][j] == grid[x][y]) && find(x * n + y) != find(i * n + j)) {
                            size[find(x * n + y)] += size[find(i * n + j)];
                            p[find(i * n + j)] = find(x * n + y);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < m; ++i)
            for (int j = 0; j < n; ++j)
                if (find(i * n + j) != find(m * n))
                    ans = max(ans, size[i * n + j]);
        return ans;
    }

    int find(int x) {
        if (p[x] != x) p[x] = find(p[x]);
        return p[x];
    }
};

Go

func largestArea(grid []string) int {
	m, n := len(grid), len(grid[0])
	p := make([]int, m*n+1)
	size := make([]int, m*n+1)
	for i := range p {
		p[i] = i
		size[i] = 1
	}
	dirs := []int{-1, 0, 1, 0, -1}
	var find func(x int) int
	find = func(x int) int {
		if p[x] != x {
			p[x] = find(p[x])
		}
		return p[x]
	}
	for i := 0; i < m; i++ {
		for j := 0; j < n; j++ {
			if i == 0 || i == m-1 || j == 0 || j == n-1 || grid[i][j] == '0' {
				p[find(i*n+j)] = find(m * n)
			} else {
				for k := 0; k < 4; k++ {
					x, y := i+dirs[k], j+dirs[k+1]
					if (grid[x][y] == '0' || grid[i][j] == grid[x][y]) && find(x*n+y) != find(i*n+j) {
						size[find(x*n+y)] += size[find(i*n+j)]
						p[find(i*n+j)] = find(x*n + y)
					}
				}
			}
		}
	}
	ans := 0
	for i := 0; i < m; i++ {
		for j := 0; j < n; j++ {
			if find(i*n+j) != find(m*n) && ans < size[i*n+j] {
				ans = size[i*n+j]
			}
		}
	}
	return ans
}

JavaScript

/**
 * @param {string[]} grid
 * @return {number}
 */
var largestArea = function (grid) {
    const m = grid.length;
    const n = grid[0].length;
    let p = new Array(m * n + 1).fill(0);
    let size = new Array(m * n + 1).fill(1);
    for (let i = 0; i < p.length; ++i) {
        p[i] = i;
    }
    const dirs = [-1, 0, 1, 0, -1];
    function find(x) {
        if (p[x] != x) {
            p[x] = find(p[x]);
        }
        return p[x];
    }
    for (let i = 0; i < m; ++i) {
        for (let j = 0; j < n; ++j) {
            if (i == 0 || i == m - 1 || j == 0 || j == n - 1 || grid[i][j] == '0') {
                p[find(i * n + j)] = find(m * n);
            } else {
                for (let k = 0; k < 4; ++k) {
                    const x = i + dirs[k];
                    const y = j + dirs[k + 1];
                    if (
                        (grid[x][y] == '0' || grid[i][j] == grid[x][y]) &&
                        find(x * n + y) != find(i * n + j)
                    ) {
                        size[find(x * n + y)] += size[find(i * n + j)];
                        p[find(i * n + j)] = find(x * n + y);
                    }
                }
            }
        }
    }
    let ans = 0;
    for (let i = 0; i < m; ++i) {
        for (let j = 0; j < n; ++j) {
            if (find(i * n + j) != find(m * n) && ans < size[i * n + j]) {
                ans = size[i * n + j];
            }
        }
    }
    return ans;
};

...