题目描述
在给定的网格中，每个单元格可以有以下三个值之一：
值 0 代表空单元格；
值 1 代表新鲜橘子；
值 2 代表腐烂的橘子。
每分钟，任何与腐烂的橘子（在 4 个正方向上）相邻的新鲜橘子都会腐烂。
返回直到单元格中没有新鲜橘子为止所必须经过的最小分钟数。如果不可能，返回 -1。
示例 1：
输入：[[2,1,1],[1,1,0],[0,1,1]]
输出：4
示例 2：
输入：[[2,1,1],[0,1,1],[1,0,1]]
输出：-1
解释：左下角的橘子（第 2 行， 第 0 列）永远不会腐烂，因为腐烂只会发生在 4 个正向上。
示例 3：
输入：[[0,2]]
输出：0
解释：因为 0 分钟时已经没有新鲜橘子了，所以答案就是 0 。
提示：
- 1 <= grid.length <= 10
- 1 <= grid[0].length <= 10
- grid[i][j] 仅为 0、1 或 2
思路分析
我们都知道 DFS（深度优先搜索）和 BFS（广度优先搜索）。它们各有不同的适应场景。
BFS 可以看成是层序遍历。从某个结点出发，BFS 首先遍历到距离为 1 的结点，然后是距离为 2、3、4…… 的结点。因此，BFS 可以用来求最短路径问题。BFS 先搜索到的结点，一定是距离最近的结点。
再看看这道题的题目要求：返回直到单元格中没有新鲜橘子为止所必须经过的最小分钟数。翻译一下，实际上就是求腐烂橘子到所有新鲜橘子的最短路径。那么这道题使用 BFS，应该是毫无疑问的了。
本题题解
有了计算最短路径的层序 BFS 代码框架，写这道题就很简单了。这道题的主要思路是：
- 一开始，我们找出所有腐烂的橘子，将它们放入队列，作为第 0 层的结点。
- 然后进行 BFS 遍历，每个结点的相邻结点可能是上、下、左、右四个方向的结点，注意判断结点位于网格边界的特殊情况。
- 由于可能存在无法被污染的橘子，我们需要记录新鲜橘子的数量。在 BFS 中，每遍历到一个橘子（污染了一个橘子），就将新鲜橘子的数量减一。如果 BFS 结束后这个数量仍未减为零，说明存在无法被污染的橘子。
代码实现
public int orangesRotting(int[][]grid)
{
//边界 长宽
int M=grid.length;
int N=grid[0].length;
Queue<int[]>queue=new LinkedList<int[]>();
//count 表示新鲜剧组的数量
int count=0;
//遍历二维数组 找出所有的新鲜橘子和腐烂的橘子
for (int r = 0; r < M; r++) {
for (int c = 0; c < N; c++) {
//新鲜橘子计数
if (grid[r][c]==1) {
count++;
//腐烂的橘子就放入队列
}else if (grid[r][c]==2) {
//缓存腐烂橘子的坐标
queue.add(new int[] {r,c});
}
}
}
//round 表示腐烂的轮数，或者分钟数
int round=0;
//如果有新鲜橘子，并且队列不为空
//直到上下左右都触及边界 或者 被感染的橘子已经遍历完
while (count>0&&!queue.isEmpty()) {
//BFS 层级+1
round++;
//拿到当前层级的腐烂橘子数量，因为每个层级会更新队列
int n=queue.size();
//遍历当前层级的队列
for (int i = 0; i < n; i++) {
//踢出队列(拿出一个腐烂的橘子)
int[] orange=queue.poll();
//恢复橘子坐标
int r=orange[0];
int c=orange[1];
//↑上邻点 判断上侧是否边界 并且 上侧是否是健康的橘子
if (r-1>=0&&grid[r-1][c]==1) {
//感染他
grid[r-1][c]=2;
//好橘子数目-1
count--;
//把被感染的橘子放进队列 并且缓存
queue.add(new int[] {r-1,c});
}
// ↓ 下邻点 同上
if (r+1<M&&grid[r+1][c]==1) {
grid[r+1][c]=2;
count--;
queue.add(new int[] {r+1,c});
}
// ← 左邻点 同上
if (c-1>=0&&grid[r][c-1]==1) {
grid[r][c-1]=2;
count--;
queue.add(new int[] {r,c-1});
}
// → 右邻点 同上
if (c+1<N&&grid[r][c+1]==1) {
grid[r][c+1]=2;
count--;
queue.add(new int[] {r,c+1});
}
}
}
//如果此时还有健康的橘子
//返回 -1
//否则 返回层级
if (count>0) {
return -1;
}else {
return round;
}
}
