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华为 OD 训练营 · 题解精讲

LeetCode200、岛屿数量

配套讲解:视频讲解

LeetCode200、岛屿数量 视频地址:https://ntpkq.xetlk.com/s/e4ZwM

题目描述

给你一个由 '1'(陆地)和 '0'(水)组成的的二维网格,请你计算网格中岛屿的数量。 岛屿总是被水包围,并且每座岛屿只能由水平方向和/或竖直方向上相邻的陆地连接形成。 此外,你可以假设该网格的四条边均被水包围。

示例 1 输入: grid = [ ["1","1","1","1","0"], ["1","1","0","1","0"], ["1","1","0","0","0"], ["0","0","0","0","0"] ]

输出: 1 示例 2 输入: grid = [ ["1","1","0","0","0"], ["1","1","0","0","0"], ["0","0","1","0","0"], ["0","0","0","1","1"] ]

输出: 3

题目解析

解题思路

本题要求统计二维网格中岛屿(由相邻陆地组成的连通块)的数量。核心思路是遍历整个网格,每当遇到一个未被访问的陆地,就将其视为一个新岛屿的起点,然后通过搜索算法标记该岛屿的所有陆地,避免重复计数。

参考代码提供了 DFS 和 BFS 两种实现,逻辑完全一致:使用一个 checkList 二维布尔数组记录每个格子是否已被访问。遍历网格时,若遇到陆地且未访问,则计数加一,并以此点为起点进行深度优先或广度优先搜索,将整个连通块的所有陆地标记为已访问。

关键步骤

1. 初始化:获取网格尺寸 x(行数)和 y(列数),创建与网格同大小的 checkList,初始值均为 False(未访问)。 2. 遍历网格:双重循环遍历每个格子。 3. 发现新岛屿:若 grid[i][j] == "1"checkList[i][j] == False,则 ans += 1,并启动搜索。 4. 搜索过程(以 DFS 为例):

  • 将当前格子标记为已访问:checkList[i][j] = True
  • 遍历四个方向(上、下、左、右),计算相邻坐标 (next_i, next_j)
  • 若相邻坐标未越界、未访问且为陆地,则递归调用 DFS

示意图(DFS 搜索顺序):


初始:grid[0][0]为陆地,未访问
标记[0][0] → 向右搜索[0][1] → 标记 → 继续向右...
当遇到水或边界时回溯,再尝试其他方向

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(m × n),其中 m、n 分别为网格的行数和列数。每个格子最多被访问一次。
  • 空间复杂度:O(m × n)。checkList 数组占用 O(m×n) 空间;DFS 递归栈深度在最坏情况下(整个网格为陆地)为 O(m×n);BFS 的队列在最坏情况下也需 O(m×n) 空间。

参考代码

DFS解法
# 题目:LC200. 岛屿数量
# 难度:中等
# 作者:许老师-闭着眼睛学数理化
# 算法:DFS
# 代码看不懂的地方,请直接在群上提问


# 初始化上下左右四个方向的数组
DIRECTIONS = [(0,1), (1,0), (0,-1), (-1,0)]

class Solution:
    # 构建DFS函数
    def DFS(self, grid, i, j, checkList):
        # 将该点标记为已经检查过
        checkList[i][j] = True
        # 遍历上下左右四个方向的邻点坐标
        for dx, dy in DIRECTIONS:
            next_i, next_j = i + dx, j + dy
            # 若近邻点满足三个条件:
            # 1.没有越界    2. 近邻点尚未被检查过   3.近邻点也为陆地
            if ((0 <= next_i < self.x and 0 <= next_j < self.y) and checkList[next_i][next_j] == False
                and grid[next_i][next_j] == "1"):
                # 对近邻点(ni, nj)进行DFS搜索
                self.DFS(grid, next_i, next_j, checkList)
                

    def numIslands(self, grid: List[List[str]]) -> int:
        self.x = len(grid)      # 获得网格长
        self.y = len(grid[0])   # 获得网格宽
        ans = 0                 # 初始化答案为0
        # 初始化数组checkList用于DFS遍历过程中的检查
        # 0表示尚未访问,1表示已经访问
        checkList = [[False] * self.y for _ in range(self.x)]

        # 对整个grid二维数组进行双重循环遍历
        for i in range(self.x):
            for j in range(self.y):
                # 若该点为陆地且还没有进行过搜寻
                if grid[i][j] == "1" and checkList[i][j] == False:
                    # 可以进行DFS
                    self.DFS(grid, i, j, checkList)
                    # 做完DFS,连通块数量+1,更新答案
                    ans += 1
        return ans 

BFS解法
# 题目:LC200. 岛屿数量
# 难度:中等
# 作者:许老师-闭着眼睛学数理化
# 算法:BFS
# 代码看不懂的地方,请直接在群上提问


# 初始化上下左右四个方向的数组
DIRECTIONS = [(0,1), (1,0), (0,-1), (-1,0)]

class Solution:

    def numIslands(self, grid: List[List[str]]) -> int:
        x_len, y_len = len(grid), len(grid[0])       # 获得网格长宽
        ans = 0                                      # 初始化陆地数目为0
        # 初始化和grid一样大小的二维数组checkList用于DFS遍历过程中的检查
        checkList = [[0] * y_len for _ in range(x_len)]
        # 双重遍历grid数组
        for i in range(x_len):
            for j in range(y_len):
                # 若该点为陆地且还没有进行过搜寻
                # 找到了一个BFS搜索的起始位置(i,j)
                if grid[i][j] == "1" and checkList[i][j] == 0:
                    # 对于该片连通块,构建一个队列,初始化包含该点
                    q = deque()
                    q.append((i,j))
                    # 修改checkList[i][j]为1,表示该点已经搜寻过
                    checkList[i][j] = 1
                    # 进行BFS,退出循环的条件是队列为空
                    while len(q) > 0:
                        # 弹出栈队头的点(x,y) 搜寻该点上下左右的近邻点
                        x, y = q.popleft()
                        # 遍历(x,y)上下左右的四个方向的近邻点
                        for dx, dy in DIRECTIONS:
                            x_next, y_next = x+dx, y+dy
                            # 如果近邻点满足三个条件
                            if (0 <= x_next < x_len and 0 <= y_next < y_len and checkList[x_next][y_next] == 0 
                                    and grid[x_next][y_next] == "1"):
                                    # 对近邻点做两件事:
                                    # 1. 入队       2. 标记为已检查过
                                    q.append((x_next, y_next))
                                    checkList[x_next][y_next] = 1
                    # 连通块的数量+1
                    ans += 1
        return ans