：比较不同实现：Java种子填充算法性能基准测试大比拼

# 1. Java种子填充算法概述**

种子填充算法是一种图像处理技术，用于填充图像中封闭区域的颜色。它在图像编辑、图形处理和计算机视觉等领域中广泛应用。Java中有多种种子填充算法，每种算法都有其独特的优点和缺点。本章将概述Java中常见的种子填充算法，包括漫水填充、扫描线填充和边界填充。

# 2. 算法性能基准测试方法论

### 2.1 算法选择和测试环境

#### 算法选择

选择具有代表性的种子填充算法进行性能基准测试，包括：

- **基于区域的算法：**Flood Fill、Scanline Fill
- **基于边界线的算法：**Boundary Fill、Scanline Boundary Fill
- **基于种子点的算法：**Seed Fill

#### 测试环境

为了确保测试结果的公平性和可重复性，采用以下测试环境：

- **操作系统：** Ubuntu 20.04 LTS
- **CPU：** Intel Core i7-10700K
- **内存：** 16GB DDR4
- **Java版本：** Java 17

### 2.2 性能指标和测试场景

#### 性能指标

衡量算法性能的主要指标包括：

- **填充时间：**算法完成填充操作所需的时间
- **内存消耗：**算法在执行过程中占用的内存量
- **正确性：**算法填充结果是否准确无误

#### 测试场景

为全面评估算法性能，设计了以下测试场景：

- **图像尺寸：** 100x100、500x500、1000x1000
- **填充区域：** 矩形、圆形、多边形
- **填充颜色：** 单色、渐变色
- **填充种子：** 单个种子、多个种子

### 代码示例

**测试代码：**

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SeedFillBenchmark {

    private static final int[] IMAGE_SIZES = {100, 500, 1000};
    private static final List<SeedFillAlgorithm> ALGORITHMS = List.of(
        new FloodFillAlgorithm(),
        new ScanlineFillAlgorithm(),
        new BoundaryFillAlgorithm(),
        new ScanlineBoundaryFillAlgorithm(),
        new SeedFillAlgorithm()
    );

    public static void main(String[] args) {
        for (int imageSize : IMAGE_SIZES) {
            for (SeedFillAlgorithm algorithm : ALGORITHMS) {
                // 创建测试图像
                BufferedImage image = new BufferedImage(imageSize, imageSize, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
                Graphics g = image.getGraphics();
                g.setColor(Color.WHITE);
                g.fillRect(0, 0, imageSize, imageSize);

                // 设置填充种子
                int seedX = imageSize / 2;
                int seedY = imageSize / 2;

                // 执行算法
                long startTime = System.currentTimeMillis();
                algorithm.fill(image, seedX, seedY, Color.BLACK);
                long endTime = System.currentTimeMillis();

                // 计算填充时间
                long fillTime = endTime - startTime;

                // 计算内存消耗
                long memoryUsage = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();

                // 验证正确性
                boolean correct = true;
                for (int x = 0; x < imageSize; x++) {
                    for (int y = 0; y < imageSize; y++) {
                        if (image.getRGB(x, y) != Color.BLACK.getRGB()) {