工信部软件大赛(解析bmp)

题目：

BMP是常见的图像存储格式。
如果用来存黑白图像（颜色深度=1），则其信息比较容易读取。

与之相关的数据：

（以下偏移均是从文件头开始）
偏移：10字节, 长度4字节： 图像数据真正开始的位置。
偏移：18字节, 长度4字节： 位图的宽度，单位是像素。
偏移：22字节, 长度4字节： 位图的高度，单位是像素。

从图像数据开始处，每个像素用1个二进制位表示。
从图片的底行开始，一行一行向上存储。

Windows规定图像文件中一个扫描行所占的字节数必须是4字节的倍数，
不足的位均以 0 填充。例如，图片宽度为45像素，实际上每行会占用
8个字节。

可以通过Windows自带的画图工具生成和编辑二进制图像。
需要在“属性”中选择“黑白”，指定为二值图像。
可能需要通过 查看 | 缩放 | 自定义... 把图像变大比例一些，
更易于操作。

图像的左下角为图像数据的开始位置。白色对应1，黑色对应0

我们可以定义：两个点距离如果小于2个像素，则认为这两个点连通。
也就是说：以一个点为中心的九宫格中，围绕它的8个点与它都是连通的。
如：t1.bmp 所示，左下角的点组成一个连通的群体；
而右上角的点都是孤立的。

程序的目标是：根据给定的黑白位图，分析出所有独立连通的群体，
输出每个连通群体的面积。所谓面积，就是它含有的像素的个数。

输入数据固定存在in.bmp中。

如示例的in.bmp,
程序应该输出：
12
81
52
133

该输出表示：共有4个连通群体。
输出的连通体面积间的顺序可以随意。

请编程解决上述问题。

我们测试程序的时候，会使用不同的in.bmp文件。

对于编程题目，要求选手给出的解答完全符合ANSI C标准，不能使用c++特性；
不能使用诸如绘图、中断调用等硬件相关或操作系统相关的API。

 

#include <vector>#include<fstream>#include<iostream>using namespace std;/*算法描述，求连通分量的算法，每一个连通分量的节点连成一个链表，把链表存到vector容器中。。先把每一个像素点储存到一个二维数组中，后把它宽和高都加一个以3为边框的数。。。然后遍历处理后的数组，访问每一个数的九宫格，如果找到九宫格中还有黑点，则把它连接到对应的vector容器的链表中，如果没有黑点，则重新创建一个链表，并储存到vector容器中。。。最后vector容器中链表的个数既为联通分量的个数，每个联通分量的节点数即为此联通分量的像素数。。。*/typedef struct TNode   {      int r;//节点的行int l;//节点的列struct TNode  *next;}*NodeList;//定义插入节点函数bool insertNode(NodeList list,int R,int L){if (list==NULL)return false;NodeList Top=list;while(Top->next!=NULL){Top=Top->next;}Top->next=new TNode;Top->next->l=L;Top->next->r=R;Top->next->next=NULL;return true;}//定义一个vector容器typedef vector<TNode> MyVector;//添加节点,如果m,n存在vector容器中，则吧R,L添加到其所在的链表中.否则重新创建一个链表添加到容器中bool addBmpTree(MyVector &Vt,int m,int n,int R,int L){            TNode T;T.r=R;T.l=L;T.next=NULL;NodeList MyNext;for (int i=0;i<Vt.size();i++){MyNext=&Vt[i];do{if (MyNext->r==m&&MyNext->l==n){//如果找到元素//插入节点   insertNode(MyNext,R,L);//插入节点return true;}if (MyNext->next!=NULL)MyNext=MyNext->next;//``````````````````````````else break;}while (true);} Vt.push_back(T);}//查找节点所在的链表，返回错在链表的 vector容器下标号，如果找不到返回-1int findList(MyVector &bmpVector,int R,int L){int n=bmpVector.size();TNode *Top;for (int i=0;i<bmpVector.size();i++){Top=&bmpVector[i];if(Top->l==L&&Top->r==R){return i;}else{while (Top->next!=NULL){    Top=Top->next;if(Top->l==L&&Top->r==R){    return i;}}}}//end for  return -1;//如果找不到返回-1}//连接vector容器中的两个链表，吧对应下表为P,Q的链表合并void ConList(MyVector &bmpVector,int P,int Q){TNode *Top;//指向第一个链表Top=&bmpVector[P];TNode *Next;//指向第二个链表Next=&bmpVector[Q];    MyVector::iterator myIterator=&bmpVector[Q];   if(Top!=NULL){    //遍历链表把节点指到链表尾部while (Top->next!=NULL){Top=Top->next;}}do {   //吧bmpVector[Q]的内容依次查到bmpVector【P】尾部Top->next=new TNode;Top->next->l=Next->l;Top->next->r=Next->r;Top->next->next=NULL;Top=Top->next;if (Next->next!=NULL)Next=Next->next;else break;}while(true);myIterator=bmpVector.erase(myIterator);//删除链表}//读取Vector容器，显示联通分量的个数，和像素点void readVector(MyVector &bmpVector){int n=bmpVector.size();cout <<"连通分量的个数为："<<n<<endl;TNode *Top;int sum=0;for (int i=0;i<bmpVector.size();i++){Top=&bmpVector[i];//cout<<Top->l<<" "<<Top->r<<endl;sum=1;while (Top->next!=NULL){Top=Top->next;sum++;//cout<<Top->l<<" "<<Top->r<<endl;}cout <<"像素个数为： "<<sum<<endl;}}//读取数组操作void readArray(bool **map,int row,int col){int testB[100][100];MyVector bmpVector;//创建一个Vector容器；//第一遍遍历为把数组用一层3包起来，方便下面查找for(int i=0;i<row+2;i++){for(int j=0;j<col+2;j++){if (i>=1&&i<row+1&&j>=1&&j<col+1){if (*((bool*)map + col*(i-1) + j-1)==1){testB[i][j]=0;}elsetestB[i][j]=1;}else {testB[i][j]=3;}    cout<<testB[i][j];}cout<<endl;}//第二次遍历核心数组，构造联通分量for(int m=1;m<row+1;m++){for(int n=1;n<col+1;n++){if (testB[m][n]==1){//当前访问的数是黑点    if(testB[m][n]==testB[m-1][n-1]){//如果和左上边的相同addBmpTree(bmpVector,n-1,m-1,n,m); continue;}else if(testB[m][n]==testB[m-1][n]){//如果和上边的相同 addBmpTree(bmpVector,n,m-1,n,m); continue;}else if(testB[m][n]==testB[m-1][n+1]){//如果和右上边的相同  addBmpTree(bmpVector,n+1,m-1,n,m); continue;}else if(testB[m][n]==testB[m][n-1]){//如果和左边的相同addBmpTree(bmpVector,n-1,m,n,m); continue;}else{addBmpTree(bmpVector,-1,-1,n,m);//如果四周都不同}}else {}   //如果是白点}}//连接联通量int index1;int index2;for(int x=1;x<row+1;x++){for(int y=1;y<col+1;y++){if (testB[x][y]==1){//当前访问的数是黑点if(testB[x][y+1]==1){//如果与后一个元素相同  index1=findList(bmpVector,y,x);  index2=findList(bmpVector,y+1,x);      if (index1!=index2){//如果两个节点不在同一条链表中ConList(bmpVector,index1,index2);  }  }if(testB[x+1][y-1]==1){//如果与左下方元素相同  index1=findList(bmpVector,y,x);  index2=findList(bmpVector,y-1,x+1);    if (index1!=index2){//如果两个节点不在同一条链表中ConList(bmpVector,index1,index2);  } }if(testB[x][y]==testB[x+1][y]){//如果与下方元素相同  index1=findList(bmpVector,y,x);  index2=findList(bmpVector,y,x+1);  if (index1!=index2){//如果两个节点不在同一条链表中ConList(bmpVector,index1,index2);  } }if(testB[x][y]==testB[x+1][y+1]){//如果与右下方元素相同  index1=findList(bmpVector,y,x);  index2=findList(bmpVector,y+1,x+1);  if (index1!=index2&&index2!=-1){//如果两个节点不在同一条链表中ConList(bmpVector,index1,index2);  } }}//==1的if结束}//end first for}readVector(bmpVector);//读取vector容器获得连通分量}int main(){//定义bmp图片在内存中的起始位置及宽、高数值int static width;int static height;int start;int lewidth;int leheight;int width_need;int height_need;//如果测试t1.bmp把char bmp[38][64];bool bin[38][64];换成char bmp[25][32];bool bin[25][32];fstream ioFile ("in.bmp",ios::in|ios::out|ios::binary);//bmp用来储存读出的图//    bin用来储存变换后字节         char bmp[38][64];       bool bin[38][64];// char bmp[25][32];    // bool bin[25][32];if(!ioFile){  cerr<<"open error!"<<endl;  exit(1);}ioFile.seekg(10,ios::beg);ioFile.read((char*)&start,sizeof(start));//读取开始存储图片信息的地方ioFile.seekg(18,ios::beg);ioFile.read((char*)&width,sizeof(width));//储存图片的宽度ioFile.seekg(22,ios::beg);ioFile.read((char*)&height,sizeof(height));//储存图片的长度cout<<"宽度："<<width<<"长度： "<<height<<endl;if(width%8 == 0)    lewidth = width/8;elselewidth = (width/8)+1;//将图片元素存储到一个字符数组中,按行字节存储ioFile.seekg(start,ios::beg);for(int h=0;h<height;h++)for(int w=0;w<lewidth;w++)ioFile.read((char *)&bmp[height-h-1][w],sizeof(bmp[height-h-1][w]));char b_and[]={1,2,4,8,16,32,64,128};//转换图像信息，转化为字节for(int i=0;i<height;i++){for(int j=0;j<width;j++){if((bmp[i][j/8]&b_and[7-(j%8)]))  bin[i][j]=1;else bin[i][j]=0;}}ioFile.close();//调用求联通分量的函数readArray((bool**)bin,height,width);/*for(int mm=0;mm<width;mm++)   delete[] bin[mm];delete[] bin;for(int dd=0;dd<width;dd++)   delete[] bmp[dd];delete[] bmp;*/return 0;}