Stellen wir uns vor, wir haben eine Bitmatrix (die mindestens eine enthält 1):

0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0
0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0
0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0
1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1
0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0

Wir wollen einige der Bits in dieser Matrix so setzen, dass sie einen zusammenhängenden Blob von 1s bilden, in dem jeder durch orthogonale Bewegung 1direkt oder indirekt miteinander verbunden ist 1:

0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0
0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0
0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0
1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1
0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0

(Sie können dies deutlicher sehen, indem Sie 1mit der Suchfunktion Ihres Browsers nach suchen.)

Wir möchten jedoch auch die Anzahl der von uns gesetzten Bits minimieren.

Die Aufgabe

Geben Sie bei einer gegebenen Matrix (oder einem Array von Arrays) von Bits oder Booleschen Werten die minimale Anzahl von Bits zurück, die gesetzt werden müssen, um einen zusammenhängenden Kontinent von 1s zu erstellen . Es sollte möglich sein, von einem gesetzten Bit in der Matrix zu einem anderen zu gelangen, indem man sich nur in orthogonaler Richtung zu anderen gesetzten Bits bewegt.

Dies ist Code-Golf , daher gewinnt die kürzeste gültige Übermittlung (gemessen in Bytes).

Testfälle

0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0
0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0
0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0
1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1
0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0
=> 6

1 0 0 0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 1 1 1 0 0
1 1 1 0 1 1 1 1 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1 1
0 1 0 0 0 0 1 1 0
1 0 0 0 0 0 1 0 0
=> 4

0 0 0 1 1 1 0 1 1
0 0 1 0 0 0 0 1 0
0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 1 0 0 1 1 0 0 0
0 0 1 1 1 0 0 1 1
0 1 1 1 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 1 1 1 0
1 1 1 0 1 1 0 1 1
0 0 0 0 1 0 0 0 1
1 1 0 0 1 1 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0 1 0
0 1 1 1 1 0 0 0 0
0 0 0 1 1 0 0 0 1
0 1 0 0 1 0 1 1 0
0 1 1 1 0 0 0 0 1
=> 8

1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
=> 0

C (gcc), 308 306 Bytes

Die Funktion fempfängt (height, width, flattened array, pointer to ans)und gibt die Antwort per Zeiger zurück.

Wenn 1die Matrix keine enthält , wird sie zurückgegeben 0.

#define v A[i]
N,M,K,R,C,T,i,*A;s(x,y){i=x*M+y;if(!(x<0|y<0|x>=N|y>=M|v^1))v=2,s(x,y+1),s(x,y-1),s(x+1,y),s(x-1,y);}g(i){if(C<R){if(i^K){g(i+1);if(!v)C+=v=1,g(i+1),v=0,C--;}else{T=1;for(i=0;i<K&&!v;i++);s(i/M,i%M);for(i=0;i<K;i++)T&=v^1,v=!!v;if(T)R=C;}}}f(n,m,a,b)int*a,*b;{K=R=(N=n)*(M=m),A=a;g(0);*b=R;}

Probieren Sie es online aus!

Ungolfed:

N,M,R,C,T,i,*A; // height, width, result, recursion depth

s(x,y)
{ // depth first search: replace all 1 in the same connected component with 2
    i=x*M+y;
    if(!(x<0|y<0|x>=N|y>=M|A[i]^1)) { // check if out of boundary
        A[i]=2;
        s(x, y+1),s(x, y-1),s(x+1, y),s(x-1, y);
    }
}

g(i)
{ // enumerate all posible solutions
    if(C<R) {
        if(i!=N*M) {
            g(i+1);      // nothing change for this entry
            if (!A[i]) { // set the entry to 1
                C++, A[i]=1;
                g(i+1);
                C--, A[i]=0;
            }
        }
        else {
            T=1;
            for (i=0; i<N*M && !A[i]; i++); // find first non-zero entry
            s(i/M, i%M);     // replace the connected component
            for (i=0; i<N*M; i++) {
                T&=A[i]!=1;   // check if no other components
                A[i]=!!A[i]; // change 2s back to 1
            }
            if (T) R=C;      // update answer
        }
    }
}

f(n,m,a,b)int*a,*b;{
    R=(N=n)*(M=m), A=a;
    g(0);
    *b=R;
}

Python 2 , 611 Bytes

Ein vollständiges Programm, das eine Liste von Listen durch Benutzereingaben erstellt. Die Funktionen Iund dzählen die Anzahl der Inseln im Array. Die for-Schleife am Ende listet alle Möglichkeiten auf, wo Sie 0s in 1s ändern können. Wenn nur noch eine Insel übrig ist, wird die Anzahl der 1zur Liste hinzugefügten s gespeichert C. Das Minimum dieser Liste ist die minimale Anzahl von Bitflips, die erforderlich sind, um Inseln zu verbinden. Es ist ein sehr langsamer Algorithmus, daher werden die in weniger als 60 Jahren angegebenen Testfälle nicht ausgeführt (ich habe es nicht länger versucht), aber ich habe einige kleinere (~ 5x5) Testfälle ausprobiert und es scheint korrekt zu funktionieren. Ich habe den Inselzählalgorithmus von dieser Seite erhalten.

from itertools import*
def d(g,i,j,v):
 v[i][j],R,C=1,[-1,1,0,0],[0,0,-1,1]
 for k in range(4):
	if len(g)>i+R[k]>=0<=j+C[k]<len(g[0]):
	 if v[i+R[k]][j+C[k]]<1and g[i+R[k]][j+C[k]]:v=d(g,i+R[k],j+C[k],v)
 return v
def I(g):
 w=len(g[0])
 v,c=[w*[0]for r in g],0
 for i in range(len(g)*w):
	if v[i/w][i%w]<1and g[i/w][i%w]>0:v=d(g,i/w,i%w,v);c+=1
 return c           
g=input()
C=[]
for p in [list(t)for t in product([0,1],repeat=sum(r.count(0)for r in g))]:
 h,G,x=0,[r[:]for r in g],len(g[0])
 for i in range(x*len(G)):
	if G[i/x][i%x]<1:h+=p[0];G[i/x][i%x]=p[0];del p[0]
 if I(G)<2:
	C.append(h)
print min(C)

Probieren Sie es online aus!

Vorregulierte Version, bevor ich ein paar Dinge optimiert habe:

from itertools import*
def d(g,i,j,v):
    v[i][j]=1
    R=[-1,1,0,0]
    C=[0,0,-1,1]
    for k in range(4):
        if len(g)>i+R[k]>=0<=j+C[k]<len(g[0]):
            if v[i+R[k]][j+C[k]]<1:
                if g[i+R[k]][j+C[k]]:
                    v=d(g,i+R[k],j+C[k],v)
    return v
def I(g):
    w=len(g[0])
    v=[[0]*w for r in g]
    c=0
    for i in range(len(g)):
        for j in range(w):
            if v[i][j]<1and g[i][j]>0:
                v=d(g,i,j,v)
                c+=1
    return c           
g=input()
z=sum(r.count(0)for r in g)
f=[list(t)for t in product('01',repeat=z)]
C=[]
for p in f:
    h=0
    G=[r[:]for r in g]
    x=len(G[0])
    for i in range(x*len(G)):
        exec('h+=int(p[0]);G[i/x][i%x]=int(p[0]);del p[0]'*(G[i/x][i%x]<1))
    if I(G)<2:
        C.append(h)
print min(C)