最大子矩阵和
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了最大子矩阵和相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
问:给定一个N*M的矩阵,其子矩阵有2^(M*N)个子矩阵,将子矩阵中的每个元素求和,求和最大的子矩阵。
我们可以枚举每个子矩阵,时间复杂度为0(2^(M*N)),该方法是不可行的。我们之前遇到过一个一维数组中最大子段和的问题。其状态转移方程为 if(b[i-1]>0) b[i]=b[i-1]+a[i] else b[i]=a[i],
其时间复杂度为0(N),代码如下:
int MaxSubSegSum(int num[]) { int b[MAXN],maxn; maxn=b[0]=num[0]; for(int i=1;i<m;i++) { if(b[i-1]>0) b[i]=b[i-1]+num[i]; else b[i]=num[i]; maxn=max(maxn,b[i]); } return maxn; }
我们可以这样想:我们任意取第i行到第j行列全包含的子矩阵。我们将每行求和,转化为求最大子段和问题。我们就可以在O(M)的时间内枚举M*(M+1)/2个子矩阵,而这样的列全包含矩阵有
N*(N+1)/2 个。这样我们就可以在O(N*N*M)的时间内求得,这样大大降低了时间复杂度。
完整代码如下:
#include"cstdio" #include"cstring" #include"algorithm" using namespace std; const int MAXN=1005; int n,m; int matrix[MAXN][MAXN]; int l,r,up,down; int ll,rr; int lll,rrr; int MaxSubSegSum(int num[]) { int b[MAXN],maxn; maxn=b[0]=num[0]; l=r=0; for(int i=1;i<m;i++) { if(b[i-1]>0) { b[i]=b[i-1]+num[i]; r=i; } else { b[i]=num[i]; r=i; l=i; } if(maxn<b[i]) { maxn=b[i]; ll=l; rr=r; } } return maxn; } int total[MAXN][MAXN]; int MaxSubMat() { for(int j=0;j<m;j++) total[0][j]=matrix[0][j]; for(int i=1;i<n;i++) for(int j=0;j<m;j++) { total[i][j]=matrix[i][j]; total[i][j]+=total[i-1][j]; } int maxn=-0x3fffffff; int temp[MAXN]; for(int i=0;i<n;i++) { for(int j=i;j<n;j++) { for(int z=0;z<m;z++) { if(i==0) temp[z]=total[j][z]; else temp[z]=total[j][z]-total[i-1][z]; } if(MaxSubSegSum(temp)>maxn) { maxn=MaxSubSegSum(temp); up=i; down=j; lll=ll; rrr=rr; } } } return maxn; } int main() { scanf("%d%d",&m,&n); for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<m;j++) scanf("%d",&matrix[i][j]); int ans=MaxSubMat(); printf(" 最大子矩阵为:\n"); for(int i=up;i<=down;i++) { for(int j=lll;j<=rrr;j++) printf("%d ",matrix[i][j]); printf("\n"); } printf("其和为:%d\n",ans); return 0; } /* 3 3 -1 3 -1 2 -1 3 -3 1 2 3 -1 -1 3 1 2 7 */
以上是关于最大子矩阵和的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章