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Distanza della cella più vicina avente 1 in una matrice binaria

Provalo su GfG Practice ' title=

Dato un binario griglia[][] . Trova la distanza del più vicino 1 nella griglia per ogni cella.
La distanza viene calcolata come  |i 1   - io 2 | + |j 1  - J 2 | dove io1J1 sono il numero di riga e il numero di colonna della cella corrente e i2J2 sono il numero di riga e il numero di colonna della cella più vicina avente valore 1. 

convertire una stringa in un numero intero

Nota: Dovrebbe essere presente almeno una cella con valore 1 nella griglia.

Esempi:



Ingresso: griglia[][] = [[0 1 1 0]
[1 1 0 0]
[0 0 1 1]]
Produzione: [[1 0 0 1]
[0 0 1 1]
[1 1 0 0]]
Spiegazione:
la cella (0 1) ha l'1 più vicino nella cella (0 0) - distanza = |0-0| + |0-1| = 1
la cella (0 2) ha l'1 più vicino nella cella (0 3) - distanza = |0-0| + |3-2| = 1
la cella (1 0) ha l'1 più vicino nella cella (0 0) - distanza = |1-0| + |0-0| = 1
la cella (1 1) ha l'1 più vicino nella cella (1 2) - distanza = |1-1| + |1-2| = 1
la cella (2 2) ha l'1 più vicino nella cella (2 1) - distanza = |2-2| + |2-1| = 1
la cella (2 3) ha l'1 più vicino nella cella (1 3) - distanza = |2-1| + |3-3| = 1
Il resto sono tutte celle con 1, quindi la loro distanza dalla cella più vicina con 1 è 0.

Ingresso: griglia[][] = [[1 0 1]
[1 1 0]
[1 0 0]]
Produzione: [[0 1 0]
[0 0 1]
[0 1 2]]
Spiegazione:
la cella (0 0) ha l'1 più vicino nella cella (0 1) - distanza = |0-0| + |0-1| = 1
la cella (0 2) ha l'1 più vicino nella cella (0 1) - distanza = |0-0| + |2-1| = 1
la cella (1 0) ha l'1 più vicino nella cella (0 1) - distanza = |1-0| + |0-1| = 2
la cella (1 1) ha l'1 più vicino nella cella (1 2) - distanza = |1-1| + |1-2| = 1
la cella (2 0) ha l'1 più vicino nella cella (2 1) - distanza = |2-2| + |2-1| = 1
la cella (2 2) ha l'1 più vicino nella cella (2 1) - distanza = |2-2| + |2-1| = 1
Il resto sono tutte celle con 1, quindi la loro distanza dalla cella più vicina con 1 è 0.

Sommario

atoi c

[Approccio ingenuo] - O((n*m)^2) Tempo e O(n * m) Spazio

L'idea è di attraversare l'intera griglia e calcolare la distanza di ciascuna cella dall'1 più vicino:

  • Se la cella contiene 1 la sua distanza è 0.
  • Se la cella contiene 0 attraversiamo l'intera griglia per trovare la cella più vicina che contiene 1.
  • Per ogni cella 0 calcola la distanza di Manhattan da tutte le celle con 1 e prendi la distanza minima.

Memorizzare questa distanza minima nella cella corrispondente della matrice dei risultati. Ripeti per tutte le celle della griglia.

for loop java
C++
//Driver Code Starts #include  #include    #include  using namespace std; //Driver Code Ends  vector<vector<int>> nearest(vector<vector<int>> &grid) {  int n = grid.size();  int m = grid[0].size();  vector<vector<int>> ans(n vector<int>(m INT_MAX));  // visit each cell of the grid  for (int i = 0; i < n; i++)  {  for (int j = 0; j < m; j++)  {  // if the cell has 1  // then the distance is 0  if (grid[i][j] == 1)  {  ans[i][j] = 0;  continue;  }  // iterate over all the cells  // and find the distance of the nearest 1  for (int k = 0; k < n; k++)  {  for (int l = 0; l < m; l++)  {  if (grid[k][l] == 1)  {  ans[i][j] = min(ans[i][j] abs(i - k) + abs(j - l));  }  }  }  }  }  return ans; }  //Driver Code Starts int main() {  vector<vector<int>> grid = {{0 1 1 0} {1 1 0 0} {0 0 1 1}};  vector<vector<int>> ans = nearest(grid);  for (int i = 0; i < ans.size(); i++)  {  for (int j = 0; j < ans[i].size(); j++)  {  cout << ans[i][j] << ' ';  }  cout << endl;  }  return 0; } //Driver Code Ends 
Java
//Driver Code Starts import java.util.ArrayList; class GFG { //Driver Code Ends   static ArrayList<ArrayList<Integer>>nearest(int[][] grid)  {  int n = grid.length;  int m = grid[0].length;  ArrayList<ArrayList<Integer> > ans  = new ArrayList<>();  // initialize all cells with maximum value  for (int i = 0; i < n; i++) {  ArrayList<Integer> row = new ArrayList<>();  for (int j = 0; j < m; j++) {  row.add(Integer.MAX_VALUE);  }  ans.add(row);  }  // visit each cell of the grid  for (int i = 0; i < n; i++) {  for (int j = 0; j < m; j++) {  // if the cell has 1 distance is 0  if (grid[i][j] == 1) {  ans.get(i).set(j 0);  continue;  }  // iterate over all cells to find nearest 1  for (int k = 0; k < n; k++) {  for (int l = 0; l < m; l++) {  if (grid[k][l] == 1) {  int distance  = Math.abs(i - k)  + Math.abs(j - l);  if (distance  < ans.get(i).get(j)) {  ans.get(i).set(j distance);  }  }  }  }  }  }  return ans;  }  //Driver Code Starts  public static void main(String[] args)  {  int[][] grid = { { 0 1 1 0 }  { 1 1 0 0 }  { 0 0 1 1 } };  ArrayList<ArrayList<Integer> > ans = nearest(grid);  for (ArrayList<Integer> row : ans) {  for (Integer val : row) {  System.out.print(val + ' ');  }  System.out.println();  }  } } //Driver Code Ends 
Python
def nearest(grid): n = len(grid) m = len(grid[0]) ans = [[float('inf')] * m for _ in range(n)] # visit each cell of the grid for i in range(n): for j in range(m): # if the cell has 1 # then the distance is 0 if grid[i][j] == 1: ans[i][j] = 0 continue # iterate over all the cells # and find the distance of the nearest 1 for k in range(n): for l in range(m): if grid[k][l] == 1: ans[i][j] = min(ans[i][j] abs(i - k) + abs(j - l)) return ans   #Driver Code Starts if __name__ == '__main__': grid = [[0 1 1 0] [1 1 0 0] [0 0 1 1]] ans = nearest(grid) for i in range(len(ans)): for j in range(len(ans[i])): print(ans[i][j] end=' ') print() #Driver Code Ends 
C#
//Driver Code Starts using System; using System.Collections.Generic; class GfG { //Driver Code Ends   static List<List<int> > nearest(int[ ] grid)  {  int n = grid.GetLength(0);  int m = grid.GetLength(1);  List<List<int> > ans = new List<List<int> >();  for (int i = 0; i < n; i++) {  List<int> row = new List<int>();  for (int j = 0; j < m; j++) {  row.Add(int.MaxValue);  }  ans.Add(row);  }  // Visit each cell of the grid  for (int i = 0; i < n; i++) {  for (int j = 0; j < m; j++) {  // If the cell has 1 distance is 0  if (grid[i j] == 1) {  ans[i][j] = 0;  continue;  }  // iterate over all the cells  // and find the distance of the nearest 1  for (int k = 0; k < n; k++) {  for (int l = 0; l < m; l++) {  if (grid[k l] == 1) {  int distance  = Math.Abs(i - k)  + Math.Abs(j - l);  if (distance < ans[i][j]) {  ans[i][j] = distance;  }  }  }  }  }  }  return ans;  }  //Driver Code Starts  static void Main()  {  int[ ] grid = { { 0 1 1 0 }  { 1 1 0 0 }  { 0 0 1 1 } };  List<List<int> > ans = nearest(grid);  for (int i = 0; i < ans.Count; i++) {  for (int j = 0; j < ans[i].Count; j++) {  Console.Write(ans[i][j] + ' ');  }  Console.WriteLine();  }  } } //Driver Code Ends 
JavaScript
function nearest(grid) {  let n = grid.length;  let m = grid[0].length;  let ans = new Array(n);  for (let i = 0; i < n; i++) {  ans[i] = new Array(m).fill(Infinity);  }  // visit each cell of the grid  for (let i = 0; i < n; i++) {  for (let j = 0; j < m; j++) {  // if the cell has 1  // then the distance is 0  if (grid[i][j] === 1) {  ans[i][j] = 0;  continue;  }  // iterate over all the cells  // and find the distance of the nearest 1  for (let k = 0; k < n; k++) {  for (let l = 0; l < m; l++) {  if (grid[k][l] === 1) {  ans[i][j] = Math.min(  ans[i][j]  Math.abs(i - k)  + Math.abs(j - l));  }  }  }  }  }  return ans; }  // Driver Code //Driver Code Starts let grid =  [ [ 0 1 1 0 ] [ 1 1 0 0 ] [ 0 0 1 1 ] ]; let ans = nearest(grid); for (let i = 0; i < ans.length; i++) {  console.log(ans[i].join(' ')); } //Driver Code Ends 

Produzione
1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 

[Approccio previsto] - Utilizzo della ricerca Breadth First - O(n * m) Tempo e O(n * m) Spazio

Il problema può essere risolto in modo efficiente utilizzando un approccio BFS multi-sorgente. Ogni cella nella griglia viene trattata come un nodo con bordi che collegano le celle adiacenti (su giù a sinistra a destra). Invece di eseguire una ricerca separata per ogni cella 0, accodiamo tutte le celle contenenti 1 all'inizio ed eseguiamo un singolo BFS da queste più fonti contemporaneamente. Man mano che il BFS si espande strato per strato, aggiorniamo la distanza di ciascuna cella 0 non visitata in modo che sia una in più rispetto alla distanza del suo genitore. Ciò garantisce che ogni cella riceva la distanza minima dall'1 più vicino in modo ottimale ed efficiente.

C++
//Driver Code Starts #include    #include #include #include using namespace std; //Driver Code Ends  vector<vector<int>> nearest(vector<vector<int>> &grid) {  int n = grid.size();  int m = grid[0].size();  vector<vector<int>> ans(n vector<int>(m INT_MAX));  // to store the indices of the cells having 1  queue<pair<int int>> q;  // visit each cell of the grid  for(int i = 0; i<n; i++) {  for(int j = 0; j<m; j++) {  // if the cell has 1   // then the distance is 0  if(grid[i][j] == 1) {  ans[i][j] = 0;  q.push({i j});  }  }  }  // iterate over all the cells  // and find the distance of the nearest 1  while(!q.empty()) {  int len = q.size();    for(int i = 0; i<len; i++) {  int x = q.front().first;  int y = q.front().second;  q.pop();  // check all the four directions  vector<vector<int>> directions =   {{0 1} {0 -1} {1 0} {-1 0}};  for (int j = 0; j < directions.size(); j++) {  int dx = directions[j][0];  int dy = directions[j][1];  // if the cell is within the grid   // and the distance is not calculated yet  if (x+dx >= 0 && x+dx < n && y+dy >= 0 &&   y+dy < m && ans[x+dx][y+dy] == INT_MAX) {  ans[x+dx][y+dy] = ans[x][y] + 1;  q.push({x+dx y+dy});  }  }  }  }  return ans; }  //Driver Code Starts int main() {  vector<vector<int>> grid = {{0110} {1100} {0011}};  vector<vector<int>> ans = nearest(grid);  for (int i = 0; i < ans.size(); i++) {  for (int j = 0; j < ans[i].size(); j++) {  cout << ans[i][j] << ' ';  }  cout << endl;  }  return 0; } //Driver Code Ends 
Java
//Driver Code Starts import java.util.ArrayList; import java.util.Queue; import java.util.LinkedList; import java.util.Arrays; class GfG { //Driver Code Ends   static ArrayList<ArrayList<Integer>> nearest(int[][] grid) {  int n = grid.length;  int m = grid[0].length;  int[][] ans = new int[n][m];  for (int i = 0; i < n; i++) {  Arrays.fill(ans[i] Integer.MAX_VALUE);  }  // to store the indices of the cells having 1  Queue<int[]> q = new LinkedList<>();  // visit each cell of the grid  for (int i = 0; i < n; i++) {  for (int j = 0; j < m; j++) {  // if the cell has 1   // then the distance is 0  if (grid[i][j] == 1) {  ans[i][j] = 0;  q.add(new int[]{i j});  }  }  }  // iterate over all the cells  // and find the distance of the nearest 1  while (!q.isEmpty()) {  int len = q.size();  for (int i = 0; i < len; i++) {  int[] front = q.poll();  int x = front[0];  int y = front[1];  // check all the four directions  int[][] directions = {{0 1} {0 -1} {1 0} {-1 0}};  for (int j = 0; j < directions.length; j++) {  int dx = directions[j][0];  int dy = directions[j][1];  // if the cell is within the grid   // and the distance is not calculated yet  if (x + dx >= 0 && x + dx < n && y + dy >= 0 && y + dy < m  && ans[x + dx][y + dy] == Integer.MAX_VALUE) {  ans[x + dx][y + dy] = ans[x][y] + 1;  q.add(new int[]{x + dx y + dy});  }  }  }  }  ArrayList<ArrayList<Integer>> result = new ArrayList<>();  for (int i = 0; i < n; i++) {  ArrayList<Integer> row = new ArrayList<>();  for (int j = 0; j < m; j++) {  row.add(ans[i][j]);  }  result.add(row);  }  return result;  }  //Driver Code Starts  public static void main(String[] args) {  int[][] grid = {{0110} {1100} {0011}};  ArrayList<ArrayList<Integer>> ans = nearest(grid);  for (ArrayList<Integer> row : ans) {  for (int val : row) {  System.out.print(val + ' ');  }  System.out.println();  }  } } //Driver Code Ends 
Python
#Driver Code Starts from collections import deque import sys #Driver Code Ends  def nearest(grid): n = len(grid) m = len(grid[0]) ans = [[sys.maxsize for _ in range(m)] for _ in range(n)] # to store the indices of the cells having 1 q = deque() # visit each cell of the grid for i in range(n): for j in range(m): # if the cell has 1  # then the distance is 0 if grid[i][j] == 1: ans[i][j] = 0 q.append((i j)) # iterate over all the cells # and find the distance of the nearest 1 while q: len_q = len(q) for _ in range(len_q): x y = q.popleft() # check all the four directions directions = [(0 1) (0 -1) (1 0) (-1 0)] for dx dy in directions: # if the cell is within the grid  # and the distance is not calculated yet if 0 <= x + dx < n and 0 <= y + dy < m and ans[x + dx][y + dy] == sys.maxsize: ans[x + dx][y + dy] = ans[x][y] + 1 q.append((x + dx y + dy)) return ans  #Driver Code Starts if __name__ == '__main__': grid = [[0110] [1100] [0011]] ans = nearest(grid) for row in ans: print(' '.join(map(str row))) #Driver Code Ends 
C#
//Driver Code Starts using System; using System.Collections.Generic; class GFG { //Driver Code Ends   static List<List<int>> nearest(int[] grid)  {  int n = grid.GetLength(0);  int m = grid.GetLength(1);  int[] ans = new int[n m];  for (int i = 0; i < n; i++)  {  for (int j = 0; j < m; j++)  {  ans[i j] = int.MaxValue;  }  }  // to store the indices of the cells having 1  Queue<Tuple<int int>> q = new Queue<Tuple<int int>>();  // visit each cell of the grid  for (int i = 0; i < n; i++)  {  for (int j = 0; j < m; j++)  {  // if the cell has 1   // then the distance is 0  if (grid[i j] == 1)  {  ans[i j] = 0;  q.Enqueue(new Tuple<int int>(i j));  }  }  }  // iterate over all the cells  // and find the distance of the nearest 1  while (q.Count > 0)  {  int len = q.Count;  for (int i = 0; i < len; i++)  {  var node = q.Dequeue();  int x = node.Item1;  int y = node.Item2;  // check all the four directions  int[] directions = new int[]  {  {0 1}  {0 -1}  {1 0}  {-1 0}  };  for (int j = 0; j < 4; j++)  {  int dx = directions[j 0];  int dy = directions[j 1];  // if the cell is within the grid   // and the distance is not calculated yet  if (x + dx >= 0 && x + dx < n && y + dy >= 0 && y + dy < m && ans[x + dx y + dy] == int.MaxValue)  {  ans[x + dx y + dy] = ans[x y] + 1;  q.Enqueue(new Tuple<int int>(x + dx y + dy));  }  }  }  }  // Convert 2D array to List> before returning  List<List<int>> result = new List<List<int>>();  for (int i = 0; i < n; i++)  {  List<int> row = new List<int>();  for (int j = 0; j < m; j++)  {  row.Add(ans[i j]);  }  result.Add(row);  }  return result;  }  //Driver Code Starts  static void Main()  {  int[] grid = new int[]  {  {0 1 1 0}  {1 1 0 0}  {0 0 1 1}  };  List<List<int>> ans = nearest(grid);  for (int i = 0; i < ans.Count; i++)  {  for (int j = 0; j < ans[i].Count; j++)  {  Console.Write(ans[i][j] + ' ');  }  Console.WriteLine();  }  } } //Driver Code Ends 
JavaScript
//Driver Code Starts const Denque = require('denque'); //Driver Code Ends  function nearest(grid) {  let n = grid.length;  let m = grid[0].length;  // Initialize answer matrix with Infinity  let ans = [];  for (let i = 0; i < n; i++) {  ans.push(new Array(m).fill(Infinity));  }  // to store the indices of the cells having 1  let q = new Denque();  // visit each cell of the grid  for (let i = 0; i < n; i++) {  for (let j = 0; j < m; j++) {  // if the cell has 1   // then the distance is 0  if (grid[i][j] === 1) {  ans[i][j] = 0;  q.push([i j]);  }  }  }  // iterate over all the cells  // and find the distance of the nearest 1  while (!q.isEmpty()) {  let [x y] = q.shift();  // check all the four directions  let directions = [  [0 1]  [0 -1]  [1 0]  [-1 0]  ];  for (let dir of directions) {  let dx = dir[0];  let dy = dir[1];  // if the cell is within the grid   // and the distance is not calculated yet  if (x + dx >= 0 && x + dx < n && y + dy >= 0 && y + dy < m && ans[x + dx][y + dy] === Infinity) {  ans[x + dx][y + dy] = ans[x][y] + 1;  q.push([x + dx y + dy]);  }  }  }  return ans; }  //Driver Code Starts // Driver Code let grid = [  [0 1 1 0]  [1 1 0 0]  [0 0 1 1] ]; let ans = nearest(grid); for (let i = 0; i < ans.length; i++) {  console.log(ans[i].join(' ')); } //Driver Code Ends 

Produzione
1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 
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