连接岛屿的最小水陆转换次数

在给定网格中，有两个岛屿需要通过陆地或水域连接起来。我们可以通过水陆转换来将它们连接在一起。每次进行水陆转换时，我们可以从一种形式转换为另一种形式，这会产生一次水陆转换。现在我们需要找到连接两个岛屿的最小水陆转换次数。

算法思路

我们可以使用广度优先搜索（BFS）算法来解决这个问题。我们可以将每个岛屿看作是一个节点，它们之间的关系就是边。我们需要知道每个节点的位置，以及哪些节点彼此相邻。我们可以将岛屿之间的边看做是一条距离为1的边，而将水域之间的边看做是不连接的边。因此，我们的目标就是找到连接这两个岛屿的最短路径。

代码实现

我们可以看下面的代码实现。

from collections import deque

def min_water_to_land(grid):
    """
    :param grid: List[List[str]]
    :return: int
    """
    n, m = len(grid), len(grid[0])
    visited = set()
    q = deque()
    
    def bfs(start, target):
        """
        按图像搜索的函数
        """
        # 注意 python 的变量作用域！
        step = 0
        dx, dy = [-1, 1, 0, 0], [0, 0, -1, 1]
        q.append(start)
        visited.add(start)
        
        while q:
            size = len(q)
            
            # 关键点 1: 扩散的时候，同时扩散两个节点！
            for i in range(size):
                cur_pos = q.popleft()
                if cur_pos == target:
                    return step
                x, y = cur_pos
                for j in range(4):
                    nx, ny = x + dx[j], y + dy[j]
                    if not in_area(nx, ny, n, m):
                        continue
                    if (nx, ny) in visited:
                        continue
                    if grid[nx][ny] == '0':
                        visited.add((nx, ny))
                        q.append((nx, ny))
            step += 1
        return -1
                    
    # 关键点 2: 存储陆地和海洋节点列表
    land, water = [], []
    for i in range(n):
        for j in range(m):
            if grid[i][j] == '1':
                land.append((i, j))
            else:
                water.append((i, j))
    res = float('inf')
    for l in land:
        for w in water:
            res = min(res, bfs(l, w))
    return res

def in_area(x, y, n, m):
    if x < 0 or x >= n or y < 0 or y >= m:
        return False
    return True

总结

以上是使用广度优先搜索解决岛屿最小水陆转换次数的算法实现。我们可以通过 BFS 找到两个岛屿之间的最短路径。在运行算法时，我们需要确定岛屿和水域节点的位置，并将其存储在一个列表中。我们通过在岛屿和水域节点之间进行 BFS 来查找最短路径。考虑到两个岛屿之间的距离应为岛屿节点之间的最短距离，而水域之间的距离是固定的。因此，我们需要搜索从一个岛屿节点到另一个岛屿节点的最短距离，以计算连接两个岛屿所需的最小水陆转换次数。