C++扫描线种子填充算法怎么实现

扫描线种子填充算法是一种经典的图形学算法，可以用于在计算机屏幕上填充封闭的图形。

以下是基于C++的扫描线种子填充算法的实现：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;

struct Point
{
    int x, y;
};

// 判断两个点是否相等
bool operator==(const Point &a, const Point &b)
{
    return a.x == b.x && a.y == b.y;
}

// 判断一个点是否在多边形内部
bool IsInside(const Point &p, const vector<Point> &polygon)
{
    int n = polygon.size();
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        Point p1 = polygon[i];
        Point p2 = polygon[(i + 1) % n];
        if (p1.y == p2.y) {
            continue;
        }
        if (p.y < min(p1.y, p2.y) || p.y >= max(p1.y, p2.y)) {
            continue;
        }
        double x = (double)(p.y - p1.y) * (double)(p2.x - p1.x) / (double)(p2.y - p1.y) + p1.x;
        if (x >= p.x) {
            ++count;
        }
    }
    return count % 2 != 0;
}

// 扫描线种子填充算法
void ScanLineSeedFill(int x, int y, int color, int fillColor, int width, int height, int *pixels)
{
    // 种子点
    Point seed = { x, y };

    // 存储内部像素点的队列
    queue<Point> q;

    // 将种子点加入队列
    q.push(seed);

    // 填充颜色
    while (!q.empty()) {
        Point p = q.front();
        q.pop();
        int index = p.y * width + p.x;
        if (pixels[index] != color) {
            continue;
        }
        pixels[index] = fillColor;
        if (p.x > 0) {
            q.push({ p.x - 1, p.y });
        }
        if (p.x < width - 1) {
            q.push({ p.x + 1, p.y });
        }
        if (p.y > 0) {
            q.push({ p.x, p.y - 1 });
        }
        if (p.y < height - 1) {
            q.push({ p.x, p.y + 1 });
        }
    }

    // 填充多边形内部
    vector<Point> polygon;
    polygon.push_back(seed);
    while (!polygon.empty()) {
        Point p = polygon.back();
        polygon.pop_back();
        int index = p.y * width + p.x;
        if (pixels[index] == fillColor) {
            continue;
        }
        pixels[index] = fillColor;
        if (p.x > 0 && pixels[index - 1] == color) {
            polygon.push_back({ p.x - 1, p.y });
        }
        if (p.x < width - 1 && pixels[index + 1] == color) {
            polygon.push_back({ p.x + 1, p.y });
        }
        if (p.y > 0 && pixels[index - width] == color) {
            polygon.push_back({ p.x, p.y - 1 });
        }
        if (p.y < height - 1 && pixels[index + width] == color) {
            polygon.push_back({ p.x, p.y + 1 });
        }
    }

    // 填充多边形外部
    for (int i = 0; i < width * height; ++i) {
        Point p = { i % width, i / width };
        if (pixels[i] != fillColor && !IsInside(p, polygon)) {
            pixels[i] = fillColor;
        }
    }
}

int main()
{
    // 图像宽度和高度
    int width = 10;
    int height = 10;

    // 像素数组
    int pixels[width * height] = {
        0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
        0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0,
        0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0,
        0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0,
        0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0,
        0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0,
        0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0,
        0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0,
        0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0,
        0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
    };

    // 扫描线种子填充算法
    ScanLineSeedFill(5, 5, 1, 2, width, height, pixels);

    // 输出填充后的像素数组
    for (int i = 0; i < width * height; ++i) {
        if (i % width == 0) {
            cout << endl;
        }
        cout << pixels[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

在这个实现中，我们首先使用一个队列存储内部像素点，将种子点加入队列后，不断从队列中取出像素点，将其填充为指定的颜色，并将其相邻的未填充像素点加入队列中。然后，我们使用一个栈存储多边形内部的像素点，从种子点开始，将其相邻的未填充像素点加入栈中，并将其填充为指定的颜色。最后，我们判断所有未填充的像素点是否在多边形内部，如果不在，则将其填充为指定的颜色。