C++题解——山峰和山谷

it2026-04-04  5

题目描述

小朋友Y特别喜欢爬山,在爬山的时候他就在研究山峰和山谷。

为了能够对旅程有一个安排,他想知道山峰和山谷的数量。

给定一个地图,为Y想要旅行的区域,地图被分为 n × n n×n n×n 的网格,每个格子 ( i , j ) (i,j) (i,j) 的高度 w ( i , j ) w(i,j) w(i,j) 是给定的。

若两个格子有公共顶点,那么它们就是相邻的格子,如与 ( i , j ) (i,j) (i,j) 相邻的格子有 ( i − 1 , j − 1 ) (i-1,j-1) (i1,j1), ( i − 1 , j ) (i-1,j) (i1,j), ( i − 1 , j + 1 ) (i-1,j+1) (i1,j+1), ( i , j − 1 ) (i,j-1) (i,j1), ( i , j + 1 ) (i,j+1) (i,j+1), ( i + 1 , j − 1 ) (i+1,j-1) (i+1,j1), ( i + 1 , j ) (i+1,j) (i+1,j), ( i + 1 , j + 1 ) (i+1,j+1) (i+1,j+1)

我们定义一个格子的集合 S S S 为山峰(山谷)当且仅当:

S S S 的所有格子都有相同的高度。 S S S 的所有格子都连通。对于 s s s 属于 S S S,与 s s s 相邻的 s ′ s' s 不属于 S S S,都有 w s w_s ws> w s ′ w_s' ws(山峰),或者 w s < w s ′ w_s<w_s' ws<ws(山谷)。

如果周围不存在相邻区域,则同时将其视为山峰和山谷。

你的任务是,对于给定的地图,求出山峰和山谷的数量,如果所有格子都有相同的高度,那么整个地图即是山峰,又是山谷。

输入格式 第一行包含一个正整数 n,表示地图的大小。

接下来一个 n×n 的矩阵,表示地图上每个格子的高度 w。

输出格式 共一行,包含两个整数,表示山峰和山谷的数量。

数据范围 1 ≤ n ≤ 1000 1≤n≤1000 1n1000, 0 ≤ w ≤ 1 0 9 0≤w≤10^9 0w109

输入样例1:

5 8 8 8 7 7 7 7 8 8 7 7 7 7 7 7 7 8 8 7 8 7 8 8 8 8

输出样例1:

2 1

输入样例2:

5 5 7 8 3 1 5 5 7 6 6 6 6 6 2 8 5 7 2 5 8 7 1 0 1 7

输出样例2:

3 3

算法思想 BFS

从题目中描述可以发现 S S S 为山峰(或山谷)当且仅当:

S S S 的所有格子都有相同的高度。 S S S 的所有格子都连通。对于 s s s 属于 S S S,与 s s s 相邻的 s ′ s' s 不属于 S S S,都有 w s w_s ws> w s ′ w_s' ws(山峰),或者 w s < w s ′ w_s<w_s' ws<ws(山谷)。

即对于同一个连同区域内(高度相同)的格子,如果比之相邻8个方向的格子都要高,就是山峰;如果之相邻8个方向的格子都要矮,就是山谷。可以使用BFS找到所有连同区域内的格子,然后判断其四周8个向,是否存在更高的格子,如果不存在则这个连通块为山峰;是否存在更矮的格子,如果不存在,则为山谷。

在处理过程中,对于没有判断过的连通区域,使用BFS算法,然后累加所有山峰的数量和山谷的数量,即为最后答案。

时间复杂度

O ( n 2 ) O(n^2) O(n2)

代码实现

#include <iostream> #include <cstdio> using namespace std; const int N = 1010; int g[N][N], st[N][N]; int n; int q[N * N][2]; void bfs(int x, int y, bool &higher, bool &lower) { int hh = 0, tt = 0; q[tt][0] = x, q[tt][1] = y; while(hh <= tt) { x = q[hh][0], y = q[hh][1], hh ++; for(int i = x - 1; i <= x + 1; i ++) for(int j = y - 1; j <= y + 1; j ++) { if(i < 0 || i >= n || j < 0 || j >= n) continue; if(g[x][y] != g[i][j]) { if(g[x][y] > g[i][j]) lower = true; if(g[x][y] < g[i][j]) higher = true; } else if(!st[i][j]) { q[++ tt][0] = i, q[tt][1] = j, st[i][j] = 1; } } } } int main() { cin >> n; for(int i = 0; i < n; i ++) for(int j = 0; j < n; j ++) scanf("%d", &g[i][j]); int peak = 0, valley = 0; for(int i = 0; i < n; i ++) for(int j = 0; j < n; j ++) if(!st[i][j]) { bool higher = false, lower = false; bfs(i, j, higher, lower); if(!higher) peak ++; if(!lower) valley ++; } printf("%d %d\n", peak, valley); return 0; }
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