栈实现封闭图形区域填充的非递归算法

"用栈实现任意封闭图形区域的填充 (2000年)，作者：郑海洋，来源于《聊城师院学报(自然科学版)》2000年6月第13卷第2期" 在计算机图形学领域，封闭图形区域的填充是一个核心问题，特别是在图形处理软件如Windows 95/98的画图工具或Photoshop中。封闭图形区域是指区域内任何两点之间可以通过有限次上下左右移动到达彼此的区域。填充算法的目的是遍历并着色该区域内的所有点，而不包括边界点。 传统的填充算法通常采用递归方法，这种方法虽然编写简单，但在处理复杂图形时，由于嵌套调用的频繁，可能导致执行速度变慢且递归深度受限。郑海洋的文章提出了一种非递归的填充算法，即利用栈来实现任意封闭图形区域的填充，以解决这些问题。栈的使用可以减少内存空间的消耗，同时优化点的访问顺序，确保无遗漏点，从而提高算法的效率。 算法的核心思想是从封闭图形区域内任意一点（设为A点，坐标(xo, Yo)）开始，按照特定顺序（例如左、上、右、下）检查相邻点。如果发现一个未着色且非边界点，就将其涂上填充颜色（Fillcolor），然后将其压入栈中。接着，继续检查栈顶点的相邻点，直到找到一个四周都被着色或边界点包围的点，此时弹出栈顶元素，重复上述过程。当栈为空时，表明所有需要填充的点已被访问，填充任务完成。 算法流程可以概括为： 1. 初始化：清空栈，将A点涂上底色并压入栈。 2. 循环：不断执行以下步骤，直至栈为空。 a. 取栈顶点，检查其相邻点。 b. 如果相邻点未着色且非边界点，涂色并压入栈。 c. 如果栈顶点四周全为已着色或边界点，弹出栈顶点，转至a步。 这种方法避免了递归带来的性能瓶颈，提高了算法的执行速度，尤其适合处理大而复杂的图形区域。同时，通过合理设计栈的使用，保证了算法的正确性和效率，是图形处理算法中的一个重要实现策略。