Задача: 305. Number of Islands II
Сложность: hard

Дан пустой двумерный бинарный массив grid размером m x n. Этот массив представляет собой карту, где 0 означает воду, а 1 — сушу. Изначально все ячейки массива — водные (т.е. все ячейки содержат 0).
Вы можете выполнить операцию "добавить землю", которая превращает воду в указанной позиции в сушу. Вам дан массив positions, где positions[i] = [ri, ci] — позиция (ri, ci), в которой следует выполнить i-ю операцию.
Верните массив целых чисел answer, где answer[i] — количество островов после превращения ячейки (ri, ci) в сушу.
Остров окружен водой и образуется путем соединения соседних земель по горизонтали или вертикали. Вы можете считать, что все четыре края сетки окружены водой.

Пример:

Input: m = 1, n = 1, positions = [[0,0]]
Output: [1]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация:
Создайте массивы x[] = { -1, 1, 0, 0 } и y[] = { 0, 0, -1, 1 }, которые будут использоваться для нахождения соседей ячейки.
Создайте экземпляр UnionFind, например, dsu(m * n). Инициализируйте всех родителей значением -1. Используйте объединение по рангу, инициализируйте все ранги значением 0. Наконец, инициализируйте count = 0.
Создайте список целых чисел answer, где answer[i] будет хранить количество островов, образованных после превращения ячейки positions[i] в сушу.

2⃣Обработка позиций:
Итерация по массиву positions. Для каждой позиции в positions:
Выполните линейное отображение, чтобы преобразовать двумерную позицию ячейки в landPosition = position[0] * n + position[1].
Используйте операцию addLand(landPosition), чтобы добавить landPosition как узел в граф. Эта функция также увеличит count.
Итерация по каждому соседу позиции. Соседа можно определить с помощью neighborX = position[0] + x[i] и neighborY = position[1] + y[i], где neighborX — координата X, а neighborY — координата Y соседней ячейки. Выполните линейное отображение соседней ячейки с помощью neighborPosition = neighborX * n + neighborY. Теперь, если на neighborPosition есть суша, т.е. isLand(neighborPosition) возвращает true, выполните объединение neighborPosition и landPosition. В объединении уменьшите count на 1.

3⃣Определение количества островов:
Выполните операцию numberOfIslands, которая возвращает количество островов, образованных после превращения позиции в сушу. Добавьте это значение в answer.
Верните answer.

😎 Решение

public class UnionFind {
    private int[] parent, rank;
    private int count;
    public UnionFind(int size) { parent = new int[size]; rank = new int[size]; Array.Fill(parent, -1); count = 0; }
    public void AddLand(int x) { if (parent[x] < 0) { parent[x] = x; count++; } }
    public bool IsLand(int x) { return parent[x] >= 0; }
    public int NumberOfIslands() { return count; }
    public int Find(int x) { return parent[x] != x ? parent[x] = Find(parent[x]) : x; }
    public void UnionSet(int x, int y) { int xset = Find(x), yset = Find(y); if (xset != yset) {
        if (rank[xset] < rank[yset]) parent[xset] = yset; else { parent[yset] = xset; if (rank[xset] == rank[yset]) rank[xset]++; } count--; } }
}

public class Solution {
    public IList<int> NumIslands2(int m, int n, int[][] positions) {
        var dsu = new UnionFind(m * n);
        int[] x = { -1, 1, 0, 0 }, y = { 0, 0, -1, 1 };
        var answer = new List<int>();
        foreach (var pos in positions) {
            int land = pos[0] * n + pos[1];
            dsu.AddLand(land);
            for (int i = 0; i < 4; ++i) {
                int nx = pos[0] + x[i], ny = pos[1] + y[i], neighbor = nx * n + ny;
                if (nx >= 0 && nx < m && ny >= 0 && ny < n && dsu.IsLand(neighbor)) dsu.UnionSet(land, neighbor);
            }
            answer.Add(dsu.NumberOfIslands());
        }
        return answer;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний