2397. 被列覆盖的最多行数
题目大意:
给你一个下标从 0 开始、大小为
m x n
的二进制矩阵matrix
;另给你一个整数numSelect
,表示你必须从matrix
中选择的 不同 列的数量。如果一行中所有的
1
都被你选中的列所覆盖,则认为这一行被 覆盖 了。形式上,假设
s = {c1, c2, ...., cnumSelect}
是你选择的列的集合。对于矩阵中的某一行row
,如果满足下述条件,则认为这一行被集合s
覆盖:
- 对于满足
matrix[row][col] == 1
的每个单元格matrix[row][col]
(0 <= col <= n - 1
),col
均存在于s
中,或者row
中 不存在 值为1
的单元格。你需要从矩阵中选出
numSelect
个列,使集合覆盖的行数最大化。返回一个整数,表示可以由
numSelect
列构成的集合 覆盖 的 最大行数 。提示:
m == matrix.length
n == matrix[i].length
1 <= m, n <= 12
matrix[i][j]
要么是0
要么是1
1 <= numSelect <= n
输入:matrix = [[0,0,0],[1,0,1],[0,1,1],[0,0,1]], numSelect = 2
输出:3
解释:
图示中显示了一种覆盖 3 行的可行办法。
选择 s = {0, 2} 。
- 第 0 行被覆盖,因为其中没有出现 1 。
- 第 1 行被覆盖,因为值为 1 的两列(即 0 和 2)均存在于 s 中。
- 第 2 行未被覆盖,因为 matrix[2][1] == 1 但是 1 未存在于 s 中。
- 第 3 行被覆盖,因为 matrix[2][2] == 1 且 2 存在于 s 中。
因此,可以覆盖 3 行。
另外 s = {1, 2} 也可以覆盖 3 行,但可以证明无法覆盖更多行。
根据题目给的数据范围,这题很显然可以暴力解决
每一行都有两种情况,就是选和不选,我们可以用一个二进制来表示这个状态,比如说10
,注意二进制是从右往左读,所以就可以知道这个状态表示的就是第0
列是不选的1
代表第一列选的,依据这样的思路,所以一共有1 << m
种状态,但是并不是每一种状态都是满足要求的,因为题目要求的是一定要有numSelect
个1
,所以我们只需要进行额外的判断即可
二进制枚举的板子:
for (int i = 0; i < 1 << n; i ++) {
for (int j = 0; j < 31; j ++) { // 对当前状态进行操作
if (i >> j & 1) ... //判断这个状态的第j位是不是1
...
}
...
}
class Solution {
public:
bool check(int n, int numSelect) {
int res = 0;
for (int i = 0; i < 31; i ++) {
if (n >> i & 1) res ++;
}
return res == numSelect;
}
int maximumRows(vector<vector<int>>& matrix, int numSelect) {
int n = matrix.size(), m = matrix[0].size();
int res = 0;
for (int i = 0; i < 1 << m; i ++) {
if (check(i, numSelect)) {
int t = 0;
for (int k = 0; k < n; k ++) {
bool fl = true;
for (int j = 0; j < m; j ++) {
if ((i >> j & 1) || !matrix[k][j]) continue;
fl = false;
break;
}
if (fl) t ++;
}
res = max(res, t);
}
}
return res;
}
};
时间复杂度: O ( n m 2 m ) O(nm2^m) O(nm2m)
我们可以将上面的代码翻译成递归形式,下面代码实现
class Solution {
public:
int maximumRows(vector<vector<int>>& matrix, int numSelect) {
int n = matrix.size(), m = matrix[0].size();
bool st[m];
memset(st, 0, sizeof st);
int res = 0;
function<void(int, int)> dfs = [&](int u, int sum) -> void {
if (u >= m) return;
st[u] = true;
if (sum + 1 == numSelect) {
int t = 0;
for (int i = 0; i < n; i ++) {
bool fl = true;
for (int j = 0; j < m; j ++) {
if (st[j] || !matrix[i][j]) continue;
fl = false;
break;
}
if (fl) t ++;
}
res = max(res, t);
}
dfs(u + 1, sum + 1); // 选
st[u] = false; // 回溯
dfs(u + 1, sum); // 不选
};
dfs(0, 0);
return res;
}
};
时间复杂度和上面的二进制枚举一样
Gosper’s Hack是一种生成 n
元集合所有 k
元子集的算法,它巧妙地利用了位运算,证明略,读者可自行查询相关资料
废话不多说,上模板
void GospersHack(int k, int n)
{
int cur = (1 << k) - 1;
int limit = (1 << n);
while (cur < limit)
{
int lb = cur & -cur;
int r = cur + lb;
cur = ((r ^ cur) >> __builtin_ctz(lb) + 2) | r;
}
}
它的作用就是:在n
个二进制中指定有k
个1
,生成所有的只含有k
个1
的二进制,这样可以帮助去除很多的无效二进制,同时我们可以预处理一下matrix
数组,将它转化为一个二进制数组,可以优化判断
class Solution {
public:
int maximumRows(vector<vector<int>>& matrix, int numSelect) {
int n = matrix.size(), m = matrix[0].size();
vector<int> mask(n, 0);
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++){
mask[i] += matrix[i][j] << (m - j - 1);
}
}
int cur = (1 << numSelect) - 1, limit = 1 << m;
int res = 0;
while (cur <= limit) {
int lb = cur & -cur;
int r = cur + lb;
int t = 0;
for (int i = 0; i < n; i ++) {
if ((mask[i] & cur) == mask[i]) ++ t;
}
res = max(t, res);
cur = ((r ^ cur) >> __builtin_ctz(lb) + 2) | r;
}
return res;
}
};
时间复杂度: O ( n ∗ C m n u m S e l e c t ) O(n*C_{m}^{numSelect}) O(n∗CmnumSelect)
__builtin_ctz(int x)
是用获取二进制中最右边的1
在第几位【微语】自信是成功的第一步,相信自己一定能行。
结束了