计算矩阵中邻居数量的最佳方法？

Question

我需要编写一个函数def amountofNeighbours(row, column) ，该函数将到矩阵中某个元素的邻居数量打印出来。 例如，给定矩阵[[2, 3, 4], [5, 6, 7], [8, 9, 10]] ，元素2在位置[0] [0]上有三个邻居，而元素6在位置[1] [1]上有八个邻居。 我不确定处理这样的问题的最佳方法是什么。 我经历了所有的可能性，这给了我以下几点：

def amountofNeighbours(row, column):
    neighbours = 0
    for i in range(row):
        for j in range(column):
            if i == 0 and j == 0 or i == 0 and j == column - 1:
                neighbours = 3
            elif i == row - 1 and j == 0 or i == row-1 and j == column - 1:
                neighbours = 3

            elif i > 0 and j == 0 or i == 0 and j > 0:
                neighbours = 5

            elif i == row - 1 and j > 0:
                neighbours = 5

            elif j == column - 1 and i > 0:
                neighbours = 5

            else:
                neighbours = 8

    return neighbours

当我用amountofNeighbours(1, 1)调用它时，它给了我正确的答案，即3，但是如果我用amountofNeighbours(2,2)调用了它，答案应该是8，而它给了我3。任何人都有改进的想法？

Answer 1

直接做到这一点的方法是说：“如果该单元在拐角处，则有三个邻居，否则，如果在边缘，则有五个，否则有8个。”

def numberOfNeighbors(rows, columns, row, column):
    topBottom = row in (0, rows-1)
    leftRight = column in (0, columns-1)
    if topBottom and leftRight:
       return 3
    if topBottom or leftRight:
       return 5
    return 8

Answer 2

现在设计的功能无法执行您指定的功能。 它接受行数和列数。 然后，它遍历矩阵的所有元素并计算邻居数。 然后，它返回最后一次计算出的值 ，因此矩阵的右下角元素实际上有3个邻居。

您应该摆脱循环，让它做您想要的事情。 澄清：

def amountofNeighbours(row, column, n_rows, n_cols):
    neighbours = 0
    if row == 0 and column == 0 or row == 0 and column == n_cols - 1:
        neighbours = 3
    elif row == n_rows - 1 and column == 0 or row == n_rows-1 and column == n_cols - 1:
        neighbours = 3

    elif row > 0 and column == 0 or row == 0 and column > 0:
        neighbours = 5

    elif row == n_rows - 1 and column > 0:
        neighbours = 5

    elif column == n_cols - 1 and row > 0:
        neighbours = 5

    else:
        neighbours = 8

    return neighbours

Answer 3

避免许多IF的一种解决方案是从元素开始，并在元素周围计算一个“放大”框（3x3正方形），该框可能部分位于矩阵外部。

然后将结果钳位，并返回减去一的元素数：

def neighbors(row, col, rows, cols):
    ra, rb = row-1, row+2
    ca, cb = col-1, col+2
    dx = min(cb, cols) - max(0, ca)
    dy = min(rb, rows) - max(0, ra)
    return dx*dy - 1

该图显示了选定的元素及其周围的放大框。 最小/最大运算将切除多余的正方形，剩下一个2x3的框，导致2 * 3-1 = 5个邻居计数。