Graph bfs dfs 200

graph-bfs-dns/200.md

@@ -1,6 +1,131 @@
-- 問題: []()
-- コメント集: [](https://docs.google.com/document/d/11HV35ADPo9QxJOpJQ24FcZvtvioli770WWdZZDaLOfg/mobilebasic#h.o0jquy48e6cy)
+- 問題: [200. Number of Islands](https://leetcode.com/problems/number-of-islands/submissions/2008160365/)
+- コメント集: [200. Number of Islands](https://docs.google.com/document/d/11HV35ADPo9QxJOpJQ24FcZvtvioli770WWdZZDaLOfg/mobilebasic#h.o0jquy48e6cy)
+  - 一応全て確認したが、Python関係の話が多かったと思う
+  - コメント先のPullRequestで、column, row の変数名の話と引数を変更するのはどうなんだ？という話があったので考えてみた
 - 条件
+  - m == grid.length
+  - n == grid[i].length
+  - 1 <= m, n <= 300
+  - grid[i][j] is '0' or '1'.
 - 方針1
-- 時間計算量:
-- 空間計算量: 
+  - grid に対して二重ループを回しながら1件ずつ走査する
+  - 走査の過程で、`grid[column][row]` が land の場合、隣接する land を全て water に変更するような処理を再帰関数(dfs)で組む
+  - DFSのイメージ: 行けるところまで深く潜って戻ってきてね
+  - DFSのユースケース: 全部探索, `find`コマンドで目的のファイルを探すなどが該当する
+- 方針2
+  - grid に対して二重ループを回しながら1件ずつ走査する
+  - 基本的にはDFSと同じだが、`queue`を使って波紋が広がるように調べていく点が少し違う
+  - BFSのイメージ: 波紋が広がるように、起点から調べていく. DFSとの差分でいうと、最初に到達した探索結果が必ず最短が保証されている.なぜかというと、Queueに順序付きQueueを使っており、挿入した順序が必ず守られているから
+  - BFSのユースケース: マップの最短経路探索
+- 時間計算量: `O(m*n)`
+- 空間計算量: `O(m*n)` --> 最悪、全ての要素がコールスタックに乗ることになる, BFSは全ての要素がQueueにのることになる
+
+## DFS
+- 20分
+```java
+class Solution {
+    public int numIslands(char[][] grid) {
+        if (grid.length == 0) return 0;
+
+        int result = 0;
+        for (int rowIndex = 0; rowIndex < grid.length; rowIndex++) {
+            for (int columnIndex = 0; columnIndex < grid[0].length; columnIndex++) {
+                result += numIslandsHelper(grid, rowIndex, columnIndex);
+            }
+        }
+
+        return result;
+    }
+
+    private int numIslandsHelper(char[][] grid, int rowIndex, int columnIndex) {
+        // index ouf of range
+        if ((rowIndex < 0 || columnIndex < 0) || (rowIndex >= grid.length || columnIndex >= grid[0].length)) {
+            return 0;
+        }
+        // find water
+        if (grid[rowIndex][columnIndex] == '0') {
+            return 0;
+        }
+        // find land
+        if (grid[rowIndex][columnIndex] == '1') {
+            grid[rowIndex][columnIndex] = '0';
+            // seach top, left, right, bottom of this land
+            // find top
+            numIslandsHelper(grid, rowIndex - 1, columnIndex);
+            // find bottom
+            numIslandsHelper(grid, rowIndex + 1, columnIndex);
+            // find left
+            numIslandsHelper(grid, rowIndex, columnIndex - 1);
+            // find right
+            numIslandsHelper(grid, rowIndex, columnIndex + 1);
+
+            return 1;
+        }
+
+        throw new IllegalArgumentException("The argument grid[][] contained a character other than 0 or 1");
+    }
+}
+```
+
+## BFS
+```java
+class Solution {
+    public int numIslands(char[][] grid) {
+        if (grid.length == 0) return 0;
+
+        int result = 0;
+        for (int rowIndex = 0; rowIndex < grid.length; rowIndex++) {
+            for (int columnIndex = 0; columnIndex < grid[0].length; columnIndex++) {
+                result += numIslandsHelper(grid, rowIndex, columnIndex);
+            }
+        }
+
+        return result;
+    }
+
+    private int numIslandsHelper(char[][] grid, int rowIndex, int columnIndex) {
+        Queue<int[]> lands = new ArrayDeque<>();
+        // find land
+        if (grid[rowIndex][columnIndex] == '1') {
+            grid[rowIndex][columnIndex] = '0';
+            lands.add(new int[]{rowIndex, columnIndex});
+        } else {
+            return 0;
+        }
+
+        while (!lands.isEmpty()) {
+            int[] index = lands.poll();
+            int numRow = index[0];
+            int numColumn = index[1];
+
+            // 上下左右を探索して、1ならqueueにつめる
+            int nextNumRow = numRow + 1;
+            int previousNumRow = numRow - 1;
+            int nextNumColumn = numColumn + 1;
+            int previousNumColumn = numColumn - 1;
+            // top
+            if (previousNumRow >= 0 && grid[previousNumRow][numColumn] == '1') {
+                grid[previousNumRow][numColumn] = '0';
+                lands.add(new int[]{previousNumRow, numColumn});
+            } 
+            // bottom
+            if (nextNumRow < grid.length && grid[nextNumRow][numColumn] == '1') {
+                grid[nextNumRow][numColumn] = '0';
+                lands.add(new int[]{nextNumRow, numColumn});
+            }
+            // left
+            if (previousNumColumn >= 0 && grid[numRow][previousNumColumn] == '1') {
+                grid[numRow][previousNumColumn] = '0';
+                lands.add(new int[]{numRow, previousNumColumn});
+            }
+            // right
+            if (nextNumColumn < grid[0].length && grid[numRow][nextNumColumn] == '1') {
+                grid[numRow][nextNumColumn] = '0';
+                lands.add(new int[]{numRow, nextNumColumn});
+            }
+        }
+
+        return 1;
+    }
+}
+```