Java实现 LeetCode 749 隔离病毒（DFS嵌套）

749. 隔离病毒

病毒扩散得很快，现在你的任务是尽可能地通过安装防火墙来隔离病毒。

假设世界由二维矩阵组成，0 表示该区域未感染病毒，而 1 表示该区域已感染病毒。可以在任意 2 个四方向相邻单元之间的共享边界上安装一个防火墙（并且只有一个防火墙）。

每天晚上，病毒会从被感染区域向相邻未感染区域扩散，除非被防火墙隔离。现由于资源有限，每天你只能安装一系列防火墙来隔离其中一个被病毒感染的区域（一个区域或连续的一片区域），且该感染区域对未感染区域的威胁最大且保证唯一。

你需要努力使得最后有部分区域不被病毒感染，如果可以成功，那么返回需要使用的防火墙个数; 如果无法实现，则返回在世界被病毒全部感染时已安装的防火墙个数。

示例 1：

输入: grid =
[[0,1,0,0,0,0,0,1],
 [0,1,0,0,0,0,0,1],
 [0,0,0,0,0,0,0,1],
 [0,0,0,0,0,0,0,0]]
输出: 10
说明:
一共有两块被病毒感染的区域: 从左往右第一块需要 5 个防火墙，同时若该区域不隔离，晚上将感染 5 个未感染区域（即被威胁的未感染区域个数为 5）;
第二块需要 4 个防火墙，同理被威胁的未感染区域个数是 4。因此，第一天先隔离左边的感染区域，经过一晚后，病毒传播后世界如下:
[[0,1,0,0,0,0,1,1],
 [0,1,0,0,0,0,1,1],
 [0,0,0,0,0,0,1,1],
 [0,0,0,0,0,0,0,1]]
第二题，只剩下一块未隔离的被感染的连续区域，此时需要安装 5 个防火墙，且安装完毕后病毒隔离任务完成。

示例 2：

输入: grid =
[[1,1,1],
 [1,0,1],
 [1,1,1]]
输出: 4
说明:
此时只需要安装 4 面防火墙，就有一小区域可以幸存，不被病毒感染。
注意不需要在世界边界建立防火墙。

示例 3:

输入: grid =
[[1,1,1,0,0,0,0,0,0],
 [1,0,1,0,1,1,1,1,1],
 [1,1,1,0,0,0,0,0,0]]
输出: 13
说明:
在隔离右边感染区域后，隔离左边病毒区域只需要 2 个防火墙了。

说明:

grid 的行数和列数范围是 [1, 50]。

grid[i][j] 只包含 0 或 1 。

题目保证每次选取感染区域进行隔离时，一定存在唯一一个对未感染区域的威胁最大的区域。

class Solution {
     int n, m;
    boolean[][] visited;
    Set<Integer> set = new TreeSet<>();
    public int containVirus(int[][] grid) {
        int res = 0;
        n = grid.length;
        m = grid[0].length;
        while (true){
            visited = new boolean[n][m];
            PriorityQueue<int[]> q = new PriorityQueue<>(((o1, o2) -> o2[0]-o1[0]));
            for (int i = 0; i < n; i++){
                for (int j = 0; j < m; j++){
                    if (!visited[i][j] && grid[i][j] == 1){
                        set.clear();
                        int barriers = dfs(grid, i, j);
                        int infected = set.size();
                        q.offer(new int[]{infected, barriers, index(i, j)});
                    }
                }
            }
            if (q.size() == 0){
                break;
            }
            int[] t = q.poll();
            res += t[1];
            dfs1(grid, t[2] / m, t[2] % m);
            for (int i = 0; i < n; i++){
                Arrays.fill(visited[i], false);
            }
            for (int i = 0; i < n; i++){
                for (int j = 0; j < m; j++){
                    if (!visited[i][j] && grid[i][j] == 1){
                        dfs2(grid, i, j);
                    }
                }
            }

        }
        return res;
    }

    private void dfs2(int[][] grid, int i, int j) {
        if (grid[i][j] == 2){
            return;
        }
        visited[i][j] = true;
        if (i - 1 >= 0 && !visited[i - 1][j]){
            if (grid[i - 1][j] == 0){
                grid[i - 1][j] = 1;
                visited[i - 1][j] = true;
            }else{
                dfs2(grid, i - 1, j);
            }
        }
        if (i + 1 < n && !visited[i + 1][j]){
            if (grid[i + 1][j] == 0){
                grid[i + 1][j] = 1;
                visited[i + 1][j] = true;
            }else{
                dfs2(grid, i + 1, j);
            }
        }
        if (j - 1 >= 0 && !visited[i][j - 1]){
            if (grid[i][j - 1] == 0){
                grid[i][j - 1] = 1;
                visited[i][j - 1] = true;
            }else{
                dfs2(grid, i, j - 1);
            }
        }
        if (j + 1 < m && !visited[i][j + 1]){
            if (grid[i][j + 1] == 0){
                grid[i][j + 1] = 1;
                visited[i][j + 1] = true;
            }else{
                dfs2(grid, i, j + 1);
            }
        }
    }

    private void dfs1(int[][] grid, int i, int j) {
        grid[i][j] = 2;
        if (i - 1 >= 0){
            if (grid[i - 1][j] == 1){
                dfs1(grid, i - 1, j);
            }
        }
        if (i + 1 < n){
            if (grid[i + 1][j] == 1){
                dfs1(grid, i + 1, j);
            }
        }
        if (j - 1 >= 0){
            if (grid[i][j - 1] == 1){
                dfs1(grid, i, j - 1);
            }
        }
        if (j + 1 < m){
            if (grid[i][j + 1] == 1){
                dfs1(grid, i, j + 1);
            }
        }
    }

    private int dfs(int[][] grid, int i, int j) {
        if (grid[i][j] == 2){
            return 0;
        }
        visited[i][j] = true;
        int cur = 0;
        if (i - 1 >= 0 && !visited[i - 1][j]){
            if (grid[i - 1][j] == 0){
                cur++;
                set.add(index(i - 1, j));
            }else{
                cur += dfs(grid, i - 1, j);
            }
        }
        if (i + 1 < n && !visited[i + 1][j]){
            if (grid[i + 1][j] == 0){
                cur++;
                set.add(index(i + 1 ,j));
            }else{
                cur += dfs(grid, i + 1, j);
            }
        }
        if (j - 1 >= 0 && !visited[i][j - 1]){
            if (grid[i][j - 1] == 0){
                cur++;
                set.add(index(i, j - 1));
            }else{
                cur += dfs(grid, i, j - 1);
            }
        }
        if (j + 1 < m && !visited[i][j + 1]){
            if (grid[i][j + 1] == 0){
                cur++;
                set.add(index(i, j + 1));
            }else{
                cur += dfs(grid, i, j + 1);
            }
        }
        return cur;
    }

    private int index(int i, int j){
        return m * i + j;
    }
}