种子填充算法实现与扫描线技术探讨

"本文主要介绍了计算机图形学中的扫描下种子填充算法，并提供了相关的C语言实现代码，包括栈的初始化、入栈、出栈、获取栈顶元素等操作，以及扫描填充的核心逻辑。" 扫描下种子填充算法是计算机图形学中用于图像处理的一种经典算法，特别是在像素填充时非常有用。它通过从一个或多个种子点开始，递归地填充同一颜色的相邻像素，直到遇到边界或其他颜色的像素为止。这个过程通常借助于栈数据结构来高效地进行。 在给定的代码中，首先定义了一个`point`结构体来存储像素的坐标，以及一个`stack`结构体来表示栈，其中包含栈底`base`、栈顶`top`和栈的大小`stackSize`。接着，定义了一些与栈操作相关的函数： 1. `initStack(stack*s)`：初始化栈，分配内存并检查是否分配成功。 2. `getTop(stack*s, point*p)`：获取栈顶元素的坐标，如果栈为空则返回0，否则将坐标赋值给传入的`point`结构体。 3. `pop(stack*s, point*p)`：出栈操作，取出栈顶元素的坐标，如果栈为空则返回0，否则更新栈顶指针并返回1。 4. `push(stack*s, point*p)`：入栈操作，将传入的`point`结构体压入栈中，如果栈满则动态扩展栈的大小。 扫描填充的核心算法`scan(stack*s)`： 1. 使用`pop`函数不断取出栈顶的像素点。 2. 对每个取出的像素点，向右移动直到遇到边界或非0像素（通常表示不同颜色）。 3. 在这个过程中，若向上和向下都能找到未填充的相同颜色像素，则将这些像素入栈，以便后续处理。 此算法的关键在于利用了栈的后进先出（LIFO）特性，能够有效地从种子点开始，按顺序处理像素，避免了重复填充和漏填的问题。 在实际应用中，扫描下种子填充算法常被用于图形编辑软件，例如在画图软件中选择一个区域进行颜色填充。通过用户点击一个或多个种子点，算法可以自动填充与种子点相同颜色的相邻像素，从而实现快速、准确的填充效果。在实现时，需要注意边界条件的判断，以及在内存不足时的错误处理，如代码中通过`realloc`函数动态扩展栈的大小。