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大家好，我有几种不同的方法来执行 FloodFill。所有这些都会导致问题。我将列出 3 种方法并解释每种方法会发生什么。如果有人能给我一些建议，那就太好了。我看过一些类似的帖子，但没有一篇是针对 C#、java 或 VB.net（我知道的唯一语言）的。

为此，我有一个名为 PixelData 的类，它将颜色存储在 CellColor 成员变量中。我有一个大小为 50x50 的 PixelData 对象数组，称为“像素”。我还有一个名为 CANVAS_SIZE 的常量，在这种情况下为 50。以下是我尝试使用的三种方法。

这个是递归的。它非常容易发生堆栈溢出。在此方法完成后，我尝试设置一个启用 CanFill 成员的计时器。这仍然不能防止溢出：

private void FloodFill(Point node, Color targetColor, Color replaceColor)
{
  //perform bounds checking X
  if ((node.X >= CANVAS_SIZE) || (node.X < 0))
    return; //outside of bounds

  //perform bounds checking Y
  if ((node.Y >= CANVAS_SIZE) || (node.Y < 0))
    return; //ouside of bounds

  //check to see if the node is the target color
  if (pixels[node.X, node.Y].CellColor != targetColor)
    return; //return and do nothing
  else
  {
    pixels[node.X, node.Y].CellColor = replaceColor;

    //recurse
    //try to fill one step to the right
    FloodFill(new Point(node.X + 1, node.Y), targetColor, replaceColor);
    //try to fill one step to the left
    FloodFill(new Point(node.X - 1, node.Y), targetColor, replaceColor);
    //try to fill one step to the north
    FloodFill(new Point(node.X, node.Y - 1), targetColor, replaceColor);
    //try to fill one step to the south
    FloodFill(new Point(node.X, node.Y + 1), targetColor, replaceColor);

    //exit method
    return;
  }
}

接下来我有一个使用基于队列的填充的方法。此方法在运行时会导致 OutOfMemory 异常，并且在填充整个画布时非常慢。如果只是填充画布的一小部分，它有点有效：

private void QueueFloodFill(Point node, Color targetColor, Color replaceColor)
{
  Queue<Point> points = new Queue<Point>();
  if (pixels[node.X, node.Y].CellColor != targetColor)
    return;

  points.Enqueue(node);

  while (points.Count > 0)
  {
    Point n = points.Dequeue();
    if (pixels[n.X, n.Y].CellColor == targetColor)
      pixels[n.X, n.Y].CellColor = replaceColor;

    if (n.X != 0)
    {
      if (pixels[n.X - 1, n.Y].CellColor == targetColor)
        points.Enqueue(new Point(n.X - 1, n.Y));
    }

    if (n.X != CANVAS_SIZE - 1)
    {
      if (pixels[n.X + 1, n.Y].CellColor == targetColor)
        points.Enqueue(new Point(n.X + 1, n.Y));
    }

    if (n.Y != 0)
    {
      if (pixels[n.X, n.Y - 1].CellColor == targetColor)
        points.Enqueue(new Point(n.X, n.Y - 1));
    }

    if (n.Y != CANVAS_SIZE - 1)
    {
      if (pixels[n.X, n.Y + 1].CellColor == targetColor)
        points.Enqueue(new Point(n.X, n.Y + 1));
    }
  }
  DrawCanvas();
  return;
}

我尝试过的最后一种方法也使用基于队列的洪水填充。这种方法比以前基于队列的洪水填充要快得多，但最终也会在运行时导致 OutOfMemory 异常。同样，我尝试设置一个 FillDelay 计时器，以防止用户快速单击，但这仍然不能阻止异常的发生。这个问题的另一个错误是它很难正确填充小区域。在我让它不崩溃之前，我认为修复它没有任何意义。

private void RevisedQueueFloodFill(Point node, Color targetColor, Color replaceColor)
{
  Queue<Point> q = new Queue<Point>();
  if (pixels[node.X, node.Y].CellColor != targetColor)
    return;

  q.Enqueue(node);
  while (q.Count > 0)
  {
    Point n = q.Dequeue();
    if (pixels[n.X, n.Y].CellColor == targetColor)
    {
      Point e = n;
      Point w = n;
      while ((w.X != 0) && (pixels[w.X, w.Y].CellColor == targetColor))
      {
        pixels[w.X, w.Y].CellColor = replaceColor;
        w = new Point(w.X - 1, w.Y);
      }

      while ((e.X != CANVAS_SIZE - 1) && (pixels[e.X, e.Y].CellColor == targetColor))
      {
        pixels[e.X, e.Y].CellColor = replaceColor;
        e = new Point(e.X + 1, e.Y);
      }

      for (int i = w.X; i <= e.X; i++)
      {
        Point x = new Point(i, e.Y);
        if (e.Y + 1 != CANVAS_SIZE - 1)
        {
          if (pixels[x.X, x.Y + 1].CellColor == targetColor)
            q.Enqueue(new Point(x.X, x.Y + 1));
        }
        if (e.Y - 1 != -1)
        {
          if (pixels[x.X, x.Y - 1].CellColor == targetColor)
            q.Enqueue(new Point(x.X, x.Y - 1));
        }
      }
    }
  }
}

感谢大家的帮助！所有这些方法都是基于维基百科上的伪代码。

编辑：

我选择了 RevisedQueueFloodFill 并按照建议进行了修改，以便在循环中不声明任何变量。仍然会生成 OutOfMemory。即使有一个填充延迟计时器。

private void RevisedQueueFloodFill(Point node, Color targetColor, Color replaceColor)
{
  Queue<Point> q = new Queue<Point>();

  if (pixels[node.X, node.Y].CellColor != targetColor)
    return;

  q.Enqueue(node);

  Point n, e, w, x;
  while (q.Count > 0)
  {
    n = q.Dequeue();
    if (pixels[n.X, n.Y].CellColor == targetColor)
    {
      e = n;
      w = n;
      while ((w.X != 0) && (pixels[w.X, w.Y].CellColor == targetColor))
      {
        pixels[w.X, w.Y].CellColor = replaceColor;
        w = new Point(w.X - 1, w.Y);
      }

      while ((e.X != CANVAS_SIZE - 1) && (pixels[e.X, e.Y].CellColor == targetColor))
      {
        pixels[e.X, e.Y].CellColor = replaceColor;
        e = new Point(e.X + 1, e.Y);
      }

      for (int i = w.X; i <= e.X; i++)
      {
        x = new Point(i, e.Y);
        if (e.Y + 1 != CANVAS_SIZE - 1)
        {
          if (pixels[x.X, x.Y + 1].CellColor == targetColor)
            q.Enqueue(new Point(x.X, x.Y + 1));
        }
        if (e.Y - 1 != -1)
        {
          if (pixels[x.X, x.Y - 1].CellColor == targetColor)
            q.Enqueue(new Point(x.X, x.Y - 1));
        }
      }
    }
  }
}
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4 回答 4

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我不知道这是否可行，但我自己的怀疑是，由于所有“新”运算符，使用的内存比必要的多得多，也许由于算法的密集性，垃圾收集器没有有机会踢吗？

我已经重写了算法，以便所有 Point 变量都得到重用，但我目前还没有测试方法。

我还冒昧地更改了前几行代码，但这是因为我的一个小毛病，您发现那里的大多数填充算法都需要用户指定目标颜色，而实际上您可以只需从参数中给出的点自动获取目标颜色。

无论如何，请尝试使用它，否则只是一笑置之：

private void RevisedQueueFloodFill(Point node, Color replaceColor)
{
    Color targetColor = pixels[node.X, node.Y].CellColor;
    if (targetColor == replaceColor) return;

    Queue<Point> q = new Queue<Point>();
    q.Enqueue(node);

    Point n, t, u;

    while (q.Count > 0)
    {
        n = q.Dequeue();
        if (pixels[n.X, n.Y].CellColor == targetColor)
        {

            t = n;
            while ((t.X > 0) && (pixels[t.X, t.Y].CellColor == targetColor))
            {
                pixels[t.X, t.Y].CellColor = replaceColor;
                t.X--;
            }
            int XMin = t.X + 1;


            t = n;
            t.X++;
            while ((t.X < CANVAS_SIZE - 1) &&
                   (pixels[t.X, t.Y].CellColor == targetColor))
            {
                pixels[t.X, t.Y].CellColor = replaceColor;
                t.X++;
            }
            int XMax = t.X - 1;

            t = n;
            t.Y++;

            u = n;
            u.Y--;

            for (int i = XMin; i <= XMax; i++)
            {
                t.X = i;
                u.X = i;

                if ((t.Y < CANVAS_SIZE - 1) &&
                    (pixels[t.X, t.Y].CellColor == targetColor)) q.Enqueue(t);

                if ((u.Y >= 0) &&
                    (pixels[u.X, u.Y].CellColor == targetColor)) q.Enqueue(u);
            }
        }
    }
}
于 2011-09-01T17:16:18.443 回答
1

好的，有几件事：

  1. C# 有几千深度的递归限制（由堆栈大小决定）。这意味着您不能在不导致堆栈溢出的情况下向下递归深入。一旦方法返回，它的指针就会从堆栈中弹出。您的问题与 OutOfMemoryException 不同。堆栈保存指针而不是实际内存，因此并不意味着保存数千个指针。

  2. 垃圾收集是导致内存不足异常的原因。您需要停止在循环内声明变量。垃圾收集器将这些视为“仍在范围内”，并且在循环完成所有迭代之前不会释放内存空间。但是如果你使用相同的内存地址，它每次都会覆盖它，几乎不会使用任何内存。

要清楚：

for (int i = w.X; i <= e.X; i++)
{
    Point x = new Point(i, e.Y);
}

应该是这样的：

Point x;

for(int i = w.X; i<= e.X; i++)
{
   x = new Point(i, e.Y);
}

这将像您希望的那样重用内存地址。

希望有帮助！

于 2011-08-04T20:20:21.747 回答
0

在第三种方法中，您应该检查当前点以西和以东的像素。而不是检查pixels[w.X, w.Y]你应该检查pixels[w.X - 1, w.Y]而不是pixels[e.X, e.Y]你应该有pixels[e.X + 1, e.Y]. 这是我对您的第三种方法的看法：

private void RevisedQueueFloodFill(Point node, Color targetColor, Color replaceColor)
{
    if (pixels[node.X, node.Y].CellColor != targetColor) return;

    Queue<Point> Q = new Queue<Point>();
    Q.Enqueue(node);

    while (Q.Count != 0)
    {
        Point n = Q.Dequeue();
        if (pixels[n.X, n.Y].CellColor == targetColor)
        {
            int y = n.Y;
            int w = n.X;
            int e = n.X;
            while (w > 0 && pixels[w - 1, y].CellColor == targetColor) w--;
            while (e < CANVAS_SIZE - 1 && pixels[e + 1, y].CellColor == targetColor) e++;

            for (int x = w; x <= e; x++)
            {
                pixels[x, y].CellColor = replaceColor;
                if (y > 0 && pixels[x, y - 1].CellColor == targetColor)
                {
                    Q.Enqueue(new Point(x, y - 1));
                }
                if (y < CANVAS_SIZE - 1 && pixels[x, y + 1].CellColor == targetColor)
                {
                    Q.Enqueue(new Point(x, y + 1));
                }
            }
        }
    }
}
于 2011-08-08T22:32:31.603 回答
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基本算法的问题是您将多次访问排队到一个点并进行广度优先搜索。这意味着您在每次传递期间创建同一点的多个副本。这会以指数方式累积，因为每个点都可以传播（排队更多点），即使它不是目标颜色（已经被替换）。

在将它们入队的同时设置颜色（而不是在出队时），这样您就不会最终将它们添加到队列中两次。

于 2011-09-01T18:57:07.817 回答