最大子矩阵和 - dp(详解)

1282:最大子矩阵


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【题目描述】

已知矩阵的大小定义为矩阵中所有元素的和。给定一个矩阵,你的任务是找到最大的非空(大小至少是1 × 1)子矩阵。

比如,如下4 × 4的矩阵

0  -2 -7  0
9  2 -6  2
-4  1 -4  1
-1  8  0 -2

的最大子矩阵是

 9 2
-4 1
-1 8

这个子矩阵的大小是15。

【输入】

输入是一个N×N

的矩阵。输入的第一行给出N(0<N≤100)。再后面的若干行中,依次(首先从左到右给出第一行的N个整数,再从左到右给出第二行的N个整数……)给出矩阵中的N2个整数,整数之间由空白字符分隔(空格或者空行)。已知矩阵中整数的范围都在[−127,127]。

【输出】

输出最大子矩阵的大小。

【输入样例】

4
0 -2 -7  0
9  2 -6  2
-4  1 -4  1
-1  8  0 -2

【输出样例】

15

思路:

我们都知道在一维情况下求最大连续子序列和的操作:

for(int i=1;i<=n;i++){
    dp[i]=max(a[i],dp[i-1]+a[i]);
}

那么该怎么推广到二维情况下呢:(比如样例)

0 -2 -7 0

9 2 -6 2

-4 1 -4 1

-1 8 0 -2

步骤:

(1)求矩阵大小是1*k(k=1,2,3,4)

可以发现就是求每行的最大连续子序和

0 -2 -7 0  (ans=0,矩阵为[0])

9 2 -6 2  (ans=11,矩阵为[9 2])

……

(2)求矩阵大小是2*k(k=1,2,3,4)

这时我们可以在第1,2行或2,3行或3,4行找最大矩阵

对于矩阵:

0 -2 -7 0

9 2 -6 2

来说,最大矩阵是

\begin{bmatrix} 0\\ 9 \end{bmatrix}

因为我们取的是矩阵,肯定是竖着一列都取的,不可能这一列取到第i个元素,上一列取到第i-1个元素,这样我们就可以把要求的两行,两两加起来

9 0 -13 2

这样求出的最大连续子序和是9,这个结果也就是这个矩阵对应的最大矩阵和。

同理把

9 2 -6 2

-4 1 -4 1

-4 1 -4 1

-1 8 0 -2

也分别加起来,三种情况下求出的最大值,就是2*k大小矩阵的最大值

(3)同理,我们求3*k,4*k

代码如下:

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
#define ll long long
#define lson l,m,rt<<1
#define rson m+1,r,rt<<1|1
typedef pairP;
const int INF=0x3f3f3f3f;
const int N=115;
int a[N][N],b[N][N],dp[N];
int mx=0,n;

void solve(int j){
    memset(dp,0,sizeof(dp));
    for(int i=1;i<=n;i++){
        dp[i]=max(b[j][i],dp[i-1]+b[j][i]);
        mx=max(mx,dp[i]);
    }
}

int main(){
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=n;j++){
            scanf("%d",&a[i][j]);
        }
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){//从第i行开始加
        memset(b,0,sizeof(b));
        for(int j=i;j<=n;j++){//加到第j行
            for(int k=1;k<=n;k++){//第j行各个列的值
                b[j][k]=a[j][k]+b[j-1][k];
            }
            solve(j);
        }
    }
    printf("%d\n",mx);
}

 

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