题目链接:
http://acm.nyist.net/JudgeOnline/problem.php?pid=104
描述
给定一个由整数组成二维矩阵(r*c),现在需要找出它的一个子矩阵,使得这个子矩阵内的所有元素之和最大,并把这个子矩阵称为最大子矩阵。
例子:
0 -2 -7 0
9 2 -6 2
-4 1 -4 1
-1 8 0 -2
其最大子矩阵为:
9 2
-4 1
-1 8
其元素总和为15。
输入
第一行输入一个整数n(0<n≤100),表示有n组测试数据;
每组测试数据:
第一行有两个的整数r,c(0<r,c≤100),r、c分别代表矩阵的行和列;
随后有r行,每行有c个整数;
输出
输出矩阵的最大子矩阵的元素之和。
样例输入
1 4 4 0 -2 -7 0 9 2 -6 2 -4 1 -4 1 -1 8 0 -2 |
样例输出
15 |
算法思想:
算法思想:考虑求一维的数组连续子序列和最大值,算法很简单,典型的动态规划,使用max_sum表示从第一数到目前的最大和,sum是某段区间的和,如果sum<0,那么sum没有利用价值了,把sum=0,否则就继续往上加。
max_sum=max((sum+=a[i])<0?0:sum,max_sum);
二维的问题,其实可以转化为一维的问题。
这个转化需要一个技巧,如果不使用这个技巧来做会稍微复杂些。二维问题其实就相当于多个一维问题的求解。
首先我们要注意到二维子矩阵在选取的时候是个矩阵,联系一个我们经常会用到的技巧:但我们需要频繁计算一个数据任意一个区间
的和的时候,我们会预先把这个数组使用啊a[i]=a[i]+a[i-1]的方式把它记录的值变为数组到这个位置的和,这样的好处就是任意一个区间[i,j]的和就可转化为了a[j]-a[i-1]。
在这里我们依然采用这样的技巧。我们把这个矩阵记录的值对于每个列向量都做上述改变。
然后我们就发现,但我们选取任意的连续行进行组合的时候,这个行区间对于的列的值的和都可以用上述方法快速获得,那么对于每个列的和又会变为一个求一维连续区间最大和问题了。到此这个问题就可以以O(n^2)的复杂度解决了。
源代码
/* Author:杨林峯 Date:2017.11.28 NYOJ(104):最大和 */
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
int n, r, c, maxnum, sum, map[105][105];
memset(map, 0, sizeof(map));
cin >> n;
while (n--)
{
cin >> r >> c;
for (int i = 1; i <= r; i++)
{
for (int j = 0; j < c; j++)
{
cin >> map[i][j];
map[i][j] += map[i - 1][j]; //第i行存入的数据是前i行对应数据的和
}
}
int k;
/*求解每个组合的一维问题解,其最大值即为该矩阵的解*/
for (k = 1, maxnum = map[1][0]; k <= r; k++)
for (int i = k; i <= r; i++)
{
/*求解一维问题*/
sum = 0;
for (int j = 0; j < c; j++)
{
sum += map[i][j] - map[k - 1][j];
if (sum < 0)
{
sum = 0;
}
else if (sum > maxnum)
{
maxnum = sum;
}
}
}
cout << maxnum << endl;
}
return 0;
}