【降维解法:最大字段和->最大子矩阵和->最终版最大子长方体和】【UVA10755】Garbage Heap...

突然感觉刷完这一套专题后 码力有了质的飞跃,fighting 努力会有结果!


最大字段和是一个很经典的问题 O(n)算法


而对于最大子矩阵和

可以思考一个这样的想法

枚举上下边界i,j把i到j这一段的矩阵上下挤压成一个序列

对于i到j的最大子矩阵和问题=求这个序列的最大字段和

所以 复杂度为O(n^3)


而对于最大子长方体和 

依旧 先枚举上下边界 使问题变成最大子矩阵和

复杂度 O(n^5)


这种降维解题的思维方式 十分不错


具体看下面这个题

废料堆(Garbage Heap, UVa 10755)


有个长方体形状的废料堆,由A×B×C个废料块组成,每个废料块都有一个价值,可正可负。现在要在这个长方体上选择一个子长方体,使组成这个子长方体的废料块的价值之和最大。

【输入格式】

输入的第一行为数据组数TT≤15)。每组数据的第一行为3个整数A, B,C(1≤A,B, C≤20)。接下来有A×B×C个整数,即各个废料块的价值,每个废料块的价值的绝对值不超过231。如果给每个废料块赋予一个空间坐标(一个角为(1,1,1),对角线的另一端为(A,B,C)),则这些废料块在输入文件中的出现顺序为:(1,1,1),(1,1,2), …, (1,1,C), (1,2,1), …,(1,2,C), …, (1,B,C), …, (2,1,1), …, (2,B,C), …, (A,B,C)。

【输出格式】

对于每组数据,输出最大子长方体的价值和。


贴下刘汝佳老师的解释

还是老规矩,先想一个正确但低效的方法。枚举x,y,z的上下界x1, x2, y1, y2, z1, z2,然后比较这O(n6)个长方体的价值和,而每个长方体还需要O(n3)时间累加出价值和,所以总时间复杂度为O(n9),即使对于n≤20这样的规模,也太大了。
解决高维问题的常见思路是降维。让我们先来看看本题的二维情况:给定一个数字矩阵,求一个和最大的连续子矩阵。借用上题的思路,我们枚举上下边界y1和y2(规定x从左到右递增,y从上到下递增),则问题转化为了一维问题,如图1-32所示。


?	?	?	?	?
?	?	?	?	?
-1	-2	8	3	1
-5	1	2	-7	-1
	4	-2	10	-3	11
1	3	2	-4	5
9	-4	-2	5	6
?	?	?	?	?
图  1-32
注意,右图这个一维问题中的一个元素对应左图4个灰色格子的数之和。比如,(-1)+(-5)+1+9=4,(-2)+1+3+(-4)=-2等。
为了节省时间,这4个元素不能再用一重循环来累加得到,否则时间复杂度会变成O(n4)。我们得想办法让这些元素可以在O(1)时间内得到,这样,二维问题才能在O(n3)时间内解决。

解决方法仍然是前面曾多次使用的递推法:设sum(x,y1,y2)表示满足y1≤y≤y2的所有格子(x,y)里的数之和,则当y1
上述两种方法都可以很方便地推广到三维情形,时间复杂度为O(n5)。因为三维情况下的n很小,因此前面所说的空间问题并不严重。下面是算法一的完整代码,它用三维数组S保存以(x,y,z)为“右下角”的长方体的元素和。代码效率不算高,但读者很容易把它推广到四维或更高维的情形。

简单易懂 就不多说了


贴代码:

	#include   
	#include   
	#include   
	#include   
	#include   
	#include   
	#include 
	#include 
	#include 
	#define oo 0x13131313
	const int maxn=22;   
	using namespace std;
	int A,B,C;
	long long STEP1[maxn][maxn][maxn];
	long long ans=-9223372036854775100;
	void input()
	{
		cin>>A>>B>>C;
		ans=-9223372036854775100;
		for(int i=1;i<=A;i++)
		 for(int j=1;j<=B;j++)
		  for(int k=1;k<=C;k++)
		  {
		  	cin>>STEP1[i][j][k];
		  }
		for(int i=1;i<=A;i++)
		 for(int j=1;j<=B;j++)
		  for(int k=1;k<=C;k++)
		  {
		  		STEP1[i][j][k]+=STEP1[i-1][j][k];
		  }
	}
	long long STEP3[maxn];
	long long STEP2[maxn][maxn];
	void get_STEP3(int a,int b)
	{
		for(int i=1;i<=C;i++)
		 STEP3[i]=STEP2[b][i]-STEP2[a-1][i];
		for(int i=1;i<=C;i++)
		{
			if(STEP3[i-1]>0)
				STEP3[i]+=STEP3[i-1];
			if(STEP3[i]>ans) ans=STEP3[i];
		}
	}
	void get_STEP2(int a,int b)
	{
		for(int i=1;i<=B;i++)
		 for(int j=1;j<=C;j++)
		 STEP2[i][j]=STEP1[b][i][j]-STEP1[a-1][i][j];
		for(int i=1;i<=B;i++)
		 for(int j=1;j<=C;j++)
		  STEP2[i][j]+=STEP2[i-1][j];
		for(int i=1;i<=B;i++)
		 for(int j=i;j<=B;j++)
		 {
			 get_STEP3(i,j);
		 }
	}
	void solve()
	{
		for(int i=1;i<=A;i++)
		 for(int j=i;j<=A;j++)
		 {
		  	get_STEP2(i,j);
		 }
	}
	int main()
	{
			//freopen("a.in","r",stdin);
			//freopen("a.out","w",stdout);
			int T;
			cin>>T;
			while(T--)
			{
				input();
				solve();
				cout<


转载于:https://www.cnblogs.com/zy691357966/p/5480441.html

你可能感兴趣的:(【降维解法:最大字段和->最大子矩阵和->最终版最大子长方体和】【UVA10755】Garbage Heap...)