在二维数组中查找邻居

时间:2009-03-16 20:47:34

标签: arrays multidimensional-array language-agnostic

是否有一种简单的方法可以找到二维数组中元素的邻居(即元素周围的八个元素)?只需在不同的组合中减去和添加索引,就像这样:

array[i-1][i]
array[i-1][i-1]
array[i][i-1]
array[i+1][i]

......等等。

20 个答案:

答案 0 :(得分:29)

(伪代码)

row_limit = count(array);
if(row_limit > 0){
  column_limit = count(array[0]);
  for(x = max(0, i-1); x <= min(i+1, row_limit); x++){
    for(y = max(0, j-1); y <= min(j+1, column_limit); y++){
      if(x != i || y != j){
        print array[x][y];
      }
    }
  }
}

当然,这需要几乎与原始硬编码解决方案一样多的线路,但有了这个,您可以尽可能多地扩展“邻域”(2-3个或更多单元格)

答案 1 :(得分:12)

我认为Ben的方法是正确的,尽管我可能会对其进行重新排序,以改善局部性。

array[i-1][j-1]
array[i-1][j]
array[i-1][j+1]

array[i][j-1]
array[i][j+1]

array[i+1][j-1]
array[i+1][j]
array[i+1][j+1]

避免边界检查问题的一个技巧是使数组尺寸2大于所需尺寸。所以,像这样的小矩阵

3 1 4
1 5 9
2 6 5

实际上是以

实现的
0 0 0 0 0
0 3 1 4 0
0 1 5 9 0
0 2 6 5 0
0 0 0 0 0 

然后在求和时,我可以在两个维度中从1到3下标,并且上面的数组引用保证有效,并且对最终总和没有影响。 我假设c和示例

的基于零的下标

答案 2 :(得分:5)

@SebaGR的替代方案,如果您的语言支持:

var deltas = { {x=-1, y=-1}, {x=0, y=-1}, {x=1, y=-1},
               {x=-1, y=0},               {x=1, y=0},
               {x=-1, y=1},  {x=0, y=1},  {x=1, y=1} };
foreach (var delta in deltas)
{
    if (x+delta.x < 0 || x + delta.x >= array.GetLength(0) ||
        y+delta.y < 0 || y + delta.y >= array.GetLength(1))
        continue;

    Console.WriteLine("{0}", array[x + delta.x, y + delta.y]);
}

可读性略有优势,如果您可以静态分配增量,则可能具有性能。

答案 3 :(得分:5)

这是来自@seb原始伪代码的一个有效的Javascript示例:

function findingNeighbors(myArray, i, j) {
  var rowLimit = myArray.length-1;
  var columnLimit = myArray[0].length-1;

  for(var x = Math.max(0, i-1); x <= Math.min(i+1, rowLimit); x++) {
    for(var y = Math.max(0, j-1); y <= Math.min(j+1, columnLimit); y++) {
      if(x !== i || y !== j) {
        console.log(myArray[x][y]);
      }
    }
  }
}

答案 4 :(得分:3)

array[i][j]有邻居

array[i-1][j]
array[i][j-1]
array[i-1][j-1]
array[i+1][j]
array[i][j+1]
array[i+1][j+1]
array[i+1][j-1]
array[i-1][j+1]

这可能是最快/最简单的方法就是列出所有可能的邻居。确保索引不受约束检查。

有些语言可能提供了这样做的快捷方式,但我不知道。

答案 5 :(得分:2)

这是Python中一个方便的方法:

def neighbors(array,pos):
    n = []
     string = "array[pos.y+%s][pos.x+%s]"
    for i in range(-1,2):
        for j in range(-1,2):
            n.append(eval(string % (i,j)))
    return n

假设pos是某个2D Point对象,而数组是2D数组。

答案 6 :(得分:2)

这是@ Seb在python3 +中的答案的实现,它简洁并使用生成器来获得最佳性能:

def neighbours(pos, matrix):
    rows = len(matrix)
    cols = len(matrix[0]) if rows else 0
    for i in range(max(0, pos[0] - 1), min(rows, pos[0] + 2)):
        for j in range(max(0, pos[1] - 1), min(cols, pos[1] + 2)):
            if (i, j) != pos:
                yield matrix[i][j]

答案 7 :(得分:0)

// My approach in JS

let size = 10
//or some arbitrary number for the size of your grid.

const neighbors = [

[-1, -1], 
[-1, 0], 
[-1, 1], 
[0, -1], 
[0, 1], 
[1, -1], 
[1, 0], 
[1, 1]

]

for (let i = 0; i < size; i++) {
    for (let j = 0; j < size; j++) {
        neighbors.forEach(([x, y]) => {
            const newI = i + x;
            const newJ = j + y;

            if (
                newI >= 0 && 
                newI < size && 
                newJ >= 0 && 
                newJ < size
               ) {
                // you can access your grid neighbors here ----> grid[newI][newJ];
              }
    ```

I've found this approach helpful because it defines all of the array coordinates as transformations of the existing i and j indexes in your for loops.

答案 8 :(得分:0)

我使用一个Directions数组并运行一个循环来获取适当的路线。像这样(代码在JS中)

function getAdjacent(matrix, i, j, k) {
  const directions = [
    [i - 1, j - 1],
    [i - 1, j],
    [i - 1, j + 1],
    [i, j - 1],
    [i, j + 1],
    [i + 1, j - 1],
    [i + 1, j],
    [i + 1, j + 1],
  ];
  const [row, col] = directions[k];
  // Check for last rows and columns
  if (row < 0 || row >= matrix.length || col < 0 || col >= matrix[i].length) {
    return undefined;
  }
  return matrix[row][col];
}

function run(){
  const hello = 'hello';
  const matrix = [
    [1, 2, 1],
    [2, 1, 1],
    [1, 1, 1]
  ];

  for (let i = 0; i < matrix.length; i++) {
    for (let j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
      let sum = 0;
      for (let k = 0; k < 8; k++) {
        const res = getAdjacent(matrix, i, j, k);
        console.log(i, j, k, res); // Do whatever you want here
      }
    }
  }
}

run();

答案 9 :(得分:0)

在javascript中

    let arr = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

        function getNeighborsNumbersAtIthJth(i, j) {
            let allPosibleIndexes = [
                [i - 1, j],
                [i, j - 1],
                [i - 1, j - 1],
                [i + 1, j],
                [i, j + 1],
                [i + 1, j + 1],
                [i + 1, j - 1],
                [i - 1, j + 1]
            ];
            let allPosibleValues = []
            allPosibleIndexes.forEach(([i, j]) => {
                try {
                    allPosibleValues.push(arr[i][j])
                } catch (err) {

                }
            })
            return allPosibleValues.filter(v => v != undefined);
        }
        console.log(getNeighborsNumbersAtIthJth(1, 1));//[2, 4, 1, 8, 6, 9, 7, 3]
        console.log(getNeighborsNumbersAtIthJth(0, 1));//[1, 5, 3, 6, 4]
        console.log(getNeighborsNumbersAtIthJth(0, 0));//[4, 2, 5]

答案 10 :(得分:0)

JS示例:

    function findingNeighbors(myArray, i, j){
        return myArray.reduce(function(a, b, c){
            if(Math.max(0, i-1) <= c && c <= Math.min(i+1, myArray.length-1)){
                a = a.concat(
                    b.reduce(function(d, e, f){
                    if(f == j && c == i)
                        return d;
                    if(Math.max(0, j-1) <= f && f <= Math.min(j+1, myArray.length-1))
                        d.push(e)
                    return d;
                    },[])
                );
            }
            return a;
        },[]);
    }

答案 11 :(得分:0)

网格(二维矢量或一维...在这里不是问题)
X&Y,元素的坐标(或只是通过引用传递矢量元素)

int neighbour(const Grid & g, const size_t & x, const size_t & y) {
    for (int i = -1; i < 2; ++i)
        for (int j = -1; j < 2; ++j)
            if (x + i >= 0 && x + i < g.row && y + j >= 0 && y + j < g.col)
                //Do some stuff
    return 0;
}

答案 12 :(得分:0)

这在最近的项目中对我真的很有帮助,所以这里是@Seb的伪代码实现。假设二维数组为正方形:

func adjacentIndexPaths(to indexPath: IndexPath) -> [IndexPath] {
var neighboringSquareIndexes: [IndexPath] = []

// gridSquareCount is the size of the 2D array. For example, in an 8 x 8 [[Array]], gridSquareCount is 8
let maxIndex = gridSquareCount - 1
var neighborRowIndex = max(0, indexPath.section - 1)
var neighborColumnIndex = max(0, indexPath.row - 1)

while neighborRowIndex <= min(indexPath.section + 1, maxIndex) {
    while neighborColumnIndex <= min(indexPath.row + 1, maxIndex) {
        if neighborRowIndex != indexPath.section || neighborColumnIndex != indexPath.row {
            neighboringSquareIndexes.append(IndexPath(row: neighborColumnIndex, section: neighborRowIndex))
        }
        neighborColumnIndex += 1
    }
    neighborRowIndex += 1
    neighborColumnIndex = max(0, indexPath.row - 1)
}

return neighboringSquareIndexes }

答案 13 :(得分:0)

此博客的底部介绍了我通常采用的方法: https://royvanrijn.com/blog/2019/01/longest-path/

我不想硬编码方向或有两个嵌套循环,我喜欢对8个“方向”使用单个整数循环,并使用(i%3)-1和(i / 3)-1;请查看带有图片的博客。

它不会嵌套得很深,很容易编写,不需要很多代码!

答案 14 :(得分:0)

因为在元素周围的矩阵中只有8个元素,所以可以使用数组来存储不同的索引值。例如,

  int iarr[8] = {-1,-1,-1,0,0,+1,+1,+1};
  int jarr[8] = {-1,0,+1,-1,+1,-1,0,+1};
  for(int i = 0 ; i < 8 ; i++)
   {
    if(arr[x-iarr[i]][y-jarr[i]] == 1)
    {
     //statements
    }
   }  
  /* x and y are the position of elements from where you want to reach out its neighbour */

因为两个数组只包含8个值,所以空间可能不是问题。

答案 15 :(得分:0)

这是C#的一些代码:

public Cell[,] MeetNeigbours(Cell[,] Grid)
    {
        for (int X = 0; X < Grid.GetLength(0); X++)
        {
            for (int Y = 0; Y < Grid.GetLength(1); Y++)
            {
                int NeighbourCount = 0;
                for (int i = -1; i < 2; i++)
                {
                    for (int j = -1; j < 2; j++)
                    {
                        if (CellExists(Grid, (X + i)), (Y + j) && (i != 0 && j != 0))
                        {
                            Grid[X, Y].Neighbours[NeighbourCount] = Grid[(X + i), (Y + j)];
                        }
                        if(!(i == 0 && j == 0))
                        {
                            NeighbourCount++;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return Grid;
    }

    public bool CellExists(Cell[,] Grid, int X, int Y)
    {
        bool returnValue = false;
        if (X >= 0 && Y >= 0)
        {
            if (X < Grid.GetLength(0) && Y < Grid.GetLength(1))
            {
                returnValue = true;
            }
        }

        return returnValue;
    }

“Cell”类看起来像这样:

public class Cell
{
    public Cell()
    {
        Neighbours = new Cell[8];
    }

    /// <summary>
    /// 0 3 5
    /// 1 X 6
    /// 2 4 7
    /// </summary>
    public Cell[] Neighbours;
}

答案 16 :(得分:0)

虽然在列表推导中嵌套for循环有点难看,但这更短:

def neighbours(m, i, j):
    return [m[x][y] for x in [i-1,i,i+1] for y in [j-1,j,j+1] if x in range(0,len(m)) and y in range(0,len(m[x])) and (x,y) != (i,j)]

答案 17 :(得分:0)

private ArrayList<Element> getNeighbors(Element p) {
    ArrayList<Element> n = new ArrayList<Element>();

    for (int dr = -1; dr <= +1; dr++) {
        for (int dc = -1; dc <= +1; dc++) {
            int r = p.row + dr;
            int c = p.col + dc;

            if ((r >= 0) && (r < ROWS) && (c >= 0) && (c < COLS)) {
                // skip p
                if ((dr != 0) || (dc != 0))
                    n.add(new Element(r, c));
            }               
        }
    }

    return n;
}

答案 18 :(得分:0)

行和列是行和列的总数

定义CellIndex结构或类。或者您只需返回实际值而不是索引。

public List<CellIndex> GetNeighbors(int rowIndex, int colIndex)
{
var rowIndexes = (new int[] { rowIndex - 1, rowIndex, rowIndex + 1 }).Where(n => n >= 0 && n < Rows);

var colIndexes = (new int[] { colIndex - 1, colIndex, colIndex + 1 }).Where(n => n >= 0 && n < Cols);

return (from row in rowIndexes from col in colIndexes where row != rowIndex || col != colIndex select new CellIndex { Row = row, Col = col }).ToList();
}

答案 19 :(得分:0)

很大程度上取决于您的数据。例如,如果您的2D数组是逻辑矩阵,您可以将行转换为整数并使用按位运算来查找所需的行。

对于更通用的解决方案,我认为你已经陷入了索引,就像SebaGR的解决方案一样。