二进制矩阵环形岛屿的检测与填充问题技术求助

在二进制矩阵M中，**环形岛屿（cyclic island）**是指由1组成的可自我环绕的区域（允许水平、垂直及对角线方向连接）。

给定矩阵M，允许的邻接方向为：

directions = [(-1,-1), (-1,0), (-1,1), (0,1), (1,1), (1,0), (1,-1), (0,-1)]

需完成以下任务：

• 返回矩阵M中所有的环形岛屿；
• 若存在环形岛屿，将其内部区域设为1，转换为普通岛屿后返回结果；
• 若无环形岛屿则返回原矩阵M。

矩阵M：

M = 
[[0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0],
 [0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0],
 [0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0],
 [0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0],
 [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1],
 [0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0],
 [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0]]

包含3个环形岛屿，示例定义如下：

a = [[0, 2], [1, 1], [1, 3], [2, 1], [2, 2], [2, 3]] 
b = [[2, 3], [3, 2], [3, 4], [4, 3]]
c = [[3, 4], [3, 5], [4, 3], [4, 6], [5, 2], [5, 7], [6, 3], [6, 6], [7, 4], [7, 5]]

填充环形岛屿内部后的输出矩阵：

Output = 
[[0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0],
 [0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0],
 [0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0],
 [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0],
 [0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1],
 [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0],
 [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0]]

已知需使用DFS算法查找环，但仅能实现每个索引的邻接节点查找，无法建立关联以识别环形岛屿。已编写邻接节点查找代码：

M = [
 [0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0],
 [0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0],
 [0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0],
 [0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0],
 [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0],
 [0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1],
 [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0],
 [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0]]

indices = []
for i in range(len(M)):
    for j in range(len(M[0])):
        if M[i][j] == 1:
            indices.append([i,j])

directions = [(-1,-1), (-1,0), (-1,1), (0,1), (1,1), (1,0), (1,-1), (0,-1)]


neighbors = {}
while indices:
    init = indices.pop()
    current_circle = [init]
    tracker = [init]
    
    while current_circle:
        x, y = current_circle.pop()
        neighbors[(x,y)] = []
        ctr = 0
        for (i, j) in directions:
            xi, yj = x+i, y+j 
            if [xi, yj] in indices:
                current_circle.append([xi, yj])
                tracker.append([xi, yj])
                indices.remove([xi, yj])
                neighbors[(x,y)].append([xi, yj])
            elif [xi, yj] in tracker:
                neighbors[(x,y)].append([xi, yj])
     
neighbors

后续步骤存在困惑，恳请技术帮助。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Semzem