揭秘FloodFill算法：图像填充利器

Flood Fill 算法概述

Flood Fill 是一种用于填充连通区域的算法，常用于图像处理、绘图工具（如“油漆桶”工具）和迷宫求解等场景。其核心思想是从一个起始点出发，向四周（四邻域或八邻域）扩展，直到遇到边界或满足停止条件。

算法原理

1. 连通性定义：根据需求选择四邻域（上、下、左、右）或八邻域（包含对角线方向）作为填充方向。
2. 边界条件：填充需在指定区域内进行，遇到边界颜色或特定标记时停止。

实现方法

递归实现

简单直观，但可能因递归深度过大导致栈溢出，适用于小规模数据。

def flood_fill_recursive(image, x, y, target_color, new_color):
    if x < 0 or y < 0 or x >= len(image) or y >= len(image[0]):
        return
    if image[x][y] != target_color or image[x][y] == new_color:
        return
    image[x][y] = new_color
    flood_fill_recursive(image, x+1, y, target_color, new_color)
    flood_fill_recursive(image, x-1, y, target_color, new_color)
    flood_fill_recursive(image, x, y+1, target_color, new_color)
    flood_fill_recursive(image, x, y-1, target_color, new_color)

迭代实现（队列）

使用队列（BFS）或栈（DFS）避免递归问题，适合大规模数据。

from collections import deque

def flood_fill_iterative(image, x, y, target_color, new_color):
    queue = deque([(x, y)])
    while queue:
        x, y = queue.popleft()
        if x < 0 or y < 0 or x >= len(image) or y >= len(image[0]):
            continue
        if image[x][y] != target_color or image[x][y] == new_color:
            continue
        image[x][y] = new_color
        queue.append((x+1, y))
        queue.append((x-1, y))
        queue.append((x, y+1))
        queue.append((x, y-1))

应用场景

• 图像编辑：填充封闭区域的颜色。
• 游戏开发：地图生成或区域标记。
• 路径规划：识别连通区域或障碍物。

注意事项

• 需处理边界条件，防止越界访问。
• 对于大图像，优先选择迭代实现以避免栈溢出。
• 若目标颜色与新颜色相同，需提前终止以避免无限循环。