PAT Basic 1068. 万绿丛中一点红(20)（C语言实现）

题目

对于计算机而言，颜色不过是像素点对应的一个24位的数值。现给定一幅分辨率为MxN的画，要求你找出万绿丛中的一点红，即有独一无二颜色的那个像素点，并且该点的颜色与其周围8个相邻像素的颜色差充分大。

输入格式：

输入第一行给出三个正整数，分别是M和N（<= 1000），即图像的分辨率；以及TOL，是所求像素点与相邻点的颜色差阈值，色差超过TOL的点才被考虑。随后N行，每行给出M个像素的颜色值，范围在[0, 2^24)内。所有同行数字间用空格或TAB分开。

输出格式：

在一行中按照“(x, y): color”的格式输出所求像素点的位置以及颜色值，其中位置x和y分别是该像素在图像矩阵中的列、行编号（从1开始编号）。如果这样的点不唯一，则输出“Not Unique”；如果这样的点不存在，则输出“Not Exist”。

输入样例1：
8 6 200
0 0 0 0 0 0 0 0
65280 65280 65280 16711479 65280 65280 65280 65280
16711479 65280 65280 65280 16711680 65280 65280 65280
65280 65280 65280 65280 65280 65280 165280 165280
65280 65280 16777015 65280 65280 165280 65480 165280
16777215 16777215 16777215 16777215 16777215 16777215 16777215 16777215
输出样例1：
(5, 3): 16711680
输入样例2：
4 5 2
0 0 0 0
0 0 3 0
0 0 0 0
0 5 0 0
0 0 0 0
输出样例2：
Not Unique
输入样例3：
3 3 5
1 2 3
3 4 5
5 6 7
输出样例3：
Not Exist

思路

在这道题上我好像想多了，当然也有可能陈越姥姥想少了（怎么可能，不可能的）。

首先就是，“颜色差”是什么？网上其他人的做法99%（可能100%）都是直接把两个颜色的值相减，结果的整数就是颜色差了。而我参考了Wiki: Color difference，将(R, G, B)三维颜色空间的“距离”作为颜色差，这也是很合理的。比如65280，也就是#00FF00，是绿色，而65279，#00FEFF，是青色，两者在整数大小上相差1，但是颜色有很大区别。幸好（或许也是不幸）在测试用例没有使用上面这样的例子，我的测试结果和大家都是一样的。

然后就是大家都遇到的难(keng)点：

第一个难(keng)点：

要求你找出万绿丛中的一点红，即有独一无二颜色的那个像素点

需要这个颜色在整幅图中只出现一次。

第二个难(keng)点：虽然题目说

该点的颜色与其周围8个相邻像素的颜色差充分大。

但是题目还是设置了处于边界的满足“条件”的点，所以说这又是一个题目叙述不清楚的案例（好多受害者）。

应对这个问题有两个解决方案，一是加入边界特殊情况的检测，二是在题目数据的周围加一圈0。第一个方案没有问题。第二个方案我觉得是有问题的，如图片的左上角有这样的数据：
#000001 #0000FF
#0000FF #0000FF
假设颜色#000001在图片只出现了这一次。周围加上0就变成了
#000000 #000000 #000000
#000000 #000001 #0000FF
#000000 #0000FF #0000FF
不管颜色差是怎么算的，这个#000001都是不能被检测出来的。但是又很幸运地，我看使用这个方法的代码也都通过了。

P.S.
关于代码优化：这个代码运行时间好长（160+ms），应该是判断颜色唯一太耗时了，相当于O(N^2*M^2)，或许改为用另一个排序好的列表查找会好很多（预计时间复杂度为M*N*log(M*N)）。
更新：上面的判断竟然是错的，我在本地测试了上述方案，使用最多的数据1000*1000，排序加查找竟然比原来的方案耗时多一个数量级～～～o(>﹏<)o。之前的方案从文件读取用了0.2秒，但是查找只用了0.04秒（其中iUnique函数只有0.02秒！）。新的方案qsort用了0.2秒，查找（使用了bsearch）用了0.3秒！这不科学 (ㄒoㄒ) （难道是被stdlib坑了？）
（证明瓶颈在数据读取上，那运行时间长的锅我就不背了）

代码

最新代码@github，欢迎交流 ^_^

#include <stdio.h>#define SQR(X) ((X)*(X))#define R(COLOR) ((COLOR & 0XFF0000) >> 16)#define G(COLOR) ((COLOR & 0X00FF00) >> 8)#define B(COLOR) (COLOR & 0X0000FF)#define D(C1, C2) (SQR(R(C1) - R(C2)) + SQR(G(C1) - G(C2)) +  SQR(B(C1) - B(C2)))int iUnique(int array[][1000], int x, int y, int x0, int y0){    for(int i = 0; i < x; i++)        for(int j = 0; j < y; j++)            if(array[i][j] == array[x0][y0] && i != x0 && j != y0)                return 0;    return 1;}int main(){    int M, N, TOL;    scanf("%d %d %d", &M, &N, &TOL);    int fig[1000][1000];    for(int i = 0; i < N; i++)        for(int j = 0; j < M; j++)            scanf("%d", &fig[i][j]);    int count = 0, M0, N0;    for(int i = 0; i < N; i ++)        for (int j = 0; j < M; j++)            if((i ==   0   ? 1 : D(fig[i][j], fig[i - 1][j - 1]) > SQR(TOL))            && (i ==   0   ? 1 : D(fig[i][j], fig[i - 1][j    ]) > SQR(TOL))            && (i ==   0   ? 1 : D(fig[i][j], fig[i - 1][j + 1]) > SQR(TOL))            && (j ==   0   ? 1 : D(fig[i][j], fig[i    ][j - 1]) > SQR(TOL))            && (j == M - 1 ? 1 : D(fig[i][j], fig[i    ][j + 1]) > SQR(TOL))            && (i == N - 1 ? 1 : D(fig[i][j], fig[i + 1][j - 1]) > SQR(TOL))            && (i == N - 1 ? 1 : D(fig[i][j], fig[i + 1][j    ]) > SQR(TOL))            && (i == N - 1 ? 1 : D(fig[i][j], fig[i + 1][j + 1]) > SQR(TOL))            && iUnique(fig, N, M, i, j))            {                count++;                N0 = i;                M0 = j;            }    if(count == 0)  printf("Not Exist");    if(count == 1)  printf("(%d, %d): %d", M0 + 1, N0 + 1, fig[N0][M0]);    if(count >= 2)  printf("Not Unique");    return 0;}