Java泛洪填充算法
简介
泛洪填充算法 (Flood Fill Algorithm) 是一种常见的图像处理算法，它用于将图像中的特定区域填充为指定的颜色。该算法从某个起始点开始，不断扩展填充区域，直到达到边界或者遇到其他颜色。泛洪填充算法广泛应用于图像编辑软件中的填充工具，以及电子游戏中的地图生成等场景。
算法原理
泛洪填充算法的原理很简单，具体步骤如下：
- 选择起始点，通常为图像中的某个像素点。
- 获取起始点的颜色。
- 将起始点的颜色修改为目标颜色。
- 将起始点的相邻像素加入到一个队列中。
- 从队列中取出一个像素点，将其颜色修改为目标颜色。
- 将该像素点的相邻像素加入到队列中，重复该过程直到队列为空。
- 填充完成。
Java代码示例
下面是一个使用Java语言实现的泛洪填充算法的示例代码：
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class FloodFillAlgorithm {
public static void floodFill(int[][] image, int sr, int sc, int newColor) {
int rows = image.length;
int cols = image[0].length;
int originalColor = image[sr][sc];
if (originalColor == newColor) {
return;
}
Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(new int[]{sr, sc});
int[][] directions = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};
while (!queue.isEmpty()) {
int[] currentPixel = queue.poll();
int row = currentPixel[0];
int col = currentPixel[1];
image[row][col] = newColor;
for (int[] direction : directions) {
int newRow = row + direction[0];
int newCol = col + direction[1];
if (newRow >= 0 && newRow < rows && newCol >= 0 && newCol < cols && image[newRow][newCol] == originalColor) {
queue.offer(new int[]{newRow, newCol});
}
}
}
}
}
在以上示例代码中，我们使用了一个二维数组 image 来表示图像，sr 和 sc 分别表示起始点的行和列，newColor 表示目标颜色。算法通过逐个访问起始点的相邻像素，并判断是否需要进行填充。为了存储待填充的像素点，我们使用了一个队列 queue。
关于计算相关的数学公式
泛洪填充算法本身不涉及复杂的数学计算，而是基于图像的像素点进行操作。然而，在某些应用场景中，可能需要对图像进行一些数学运算，比如调整亮度、对比度等。这些数学运算可以通过一些公式或者算法来实现。
例如，调整图像的亮度可以使用以下公式：
新像素值 = 原始像素值 * 亮度调整系数
其中，亮度调整系数可以是一个小于或大于1的数值，用于增加或减少亮度。
流程图
以下是泛洪填充算法的流程图：
st=>start: 开始
op1=>operation: 选择起始点
op2=>operation: 获取起始点的颜色
op3=>operation: 将起始点的颜色修改为目标颜色
op4=>operation: 将起始点的相邻像素加入到队列中
op5=>operation: 取出一个像素点
op6=>operation: 将其颜色修改为目标颜色
op7=>operation: 将该像素点的相邻像素加入到队列中
cond1=>condition: 队列是否为空？
e=>end:
