C++程式:查詢矩陣中元素和等於特定值的子矩陣數量


假設我們得到一個包含整數值的矩陣。我們需要找到矩陣中的子矩陣,其中子矩陣的元素之和等於給定的目標和值。我們返回子矩陣的數量。

因此,如果輸入如下所示:

0010
0100
0101
1101

並且目標值為5,則輸出將為3。

元素和等於6的子矩陣數量為2。

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:

  • n := mat的大小
  • m := (如果n等於0,則為0,否則為mat[0]的大小)
  • 如果m > n,則:
    • 定義一個維度為m x n的二維陣列transpose(轉置)
    • 初始化i := 0,當i < n時,更新(i加1),執行:
      • 初始化j := 0,當j < m時,更新(j加1),執行:
        • transpose[j, i] := mat[i, j]
    • 返回solve(transpose, sumTarget)
  • ans := 0
  • 初始化p := 0,當p < m時,更新(p加1),執行:
    • 定義一個數組arr
    • 初始化q := p,當q < m時,更新(q加1),執行:
      • 初始化i := 0,當i < n時,更新(i加1),執行:
        • arr[i] := arr[i] + mat[i, q]
      • 定義一個包含鍵值對{0, 1}的map pcnt
      • pref := 0
      • 初始化i := 0,當i < n時,更新(i加1),執行:
        • pref := pref + arr[i]
        • tmp := (pref - sumTarget)在pcnt中的位置
        • 如果tmp不等於pcnt的末尾位置,則:
          • (pcnt[pref]加1)
  • 返回ans

示例

讓我們看看以下實現,以便更好地理解:

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;

int solve(vector<vector<int>>& mat, int sumTarget) {
   int n = mat.size();
   int m = n == 0 ? 0 : mat[0].size();

   if (m > n) {
      vector<vector<int>> transpose(m, vector<int>(n));
      for (int i = 0; i < n; i++) {
         for (int j = 0; j < m; j++) {
            transpose[j][i] = mat[i][j];
         }
      }
      return solve(transpose, sumTarget);
   }

   int ans = 0;
   for (int p = 0; p < m; p++) {
      vector<int> arr(n);
      for (int q = p; q < m; q++) {
         for (int i = 0; i < n; i++) {
            arr[i] += mat[i][q];
         }

         unordered_map<int, int> pcnt = {{0, 1}};
         int pref = 0;
         for (int i = 0; i < n; i++) {
            pref += arr[i];
            auto tmp = pcnt.find(pref - sumTarget);
            if (tmp != end(pcnt)) ans += tmp->second;
            pcnt[pref]++;
         }
      }
   }
   return ans;
}

int main() {
   vector<vector<int>> mat = {{0, 0, 1, 0}, {0, 1, 0, 0}, {0, 1, 0, 1}, {1, 1, 0, 1}};
cout<< solve(mat, 5) <<endl;
return 0;
}

輸入

{{0, 0, 1, 0}, {0, 1, 0, 0}, {0, 1, 0, 1}, {1, 1, 0, 1}}, 5

輸出

3

更新於: 2021年10月16日

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