题目:求二维数组(矩阵)的子矩阵之和的最大值。
把问题从二维转化为一维。假设已经确定了矩阵区域的上下边界,不如知道矩阵区域的上下边界分布是第a行和第c行,接下来要确定左右边界。
我们把第a行和第c行之间的每一列看成一个整体,相当于一维数组中的一个元素。即求BC[1]、BC[2]、BC[3]、.。。、BC[M]中和最大的一段。
BC[i]= B[a][i] + .......+ B[c][i]。
枚举矩形的上下边界,再用一维情况下的方法确定左右边界。就可以得到二维问题的解。时间复杂度:O(N^2 * M)
Example:
0 -2 -7 0
9 2 -6 2
-4 1 -4 1
-1 8 0 -2
最大子矩阵为:
9 2
-4 1
-1 8
输出:15
二维情况下,定义部分和:PS[i][j] 等于以(1,1)、(i,1)、(1,j)、(i,j)为顶点的矩形区域的元素之和。
在O(1)的时间可以得到更小的部分和:PS[i][j] = PS[i][j-1] + PS[i-1][j] - PS[i-1][j-1] + A[i][j]
程序如下:
#include<iostream> using namespace std; #define max(a,b) (((a)>=(b))?(a):(b)) int BC(int **PS,int a,int c,int i) { return PS[c][i]-PS[c][i-1]-PS[a-1][i]+PS[a-1][i-1]; } int main() { int Start,All; int m,n; int i,j; int **PS; int **A; int a,c; int maxnum=-1; cout<<"请输入行数:"; cin>>n; cout<<"请输入列数:"; cin>>m; PS=(int **)malloc(sizeof(int*)*(n+1)); A=(int **)malloc(sizeof(int*)*(n+1)); for (i=0;i<=n;i++) { PS[i]=(int *)malloc(sizeof(int)*(m+1)); A[i]=(int *)malloc(sizeof(int)*(m+1)); } cout<<"请输入"<<n<<"行"<<m<<"列数字:"<<endl; for (i=1;i<=n;i++) { for (j=1;j<=m;j++) { cin>>A[i][j]; } } //求部分和 for (i=0;i<=n;i++) { PS[i][0]=0; } for (j=0;j<=m;j++) { PS[0][j]=0; } for (i=1;i<=n;i++) { for (j=1;j<=m;j++) { PS[i][j]=A[i][j]+PS[i][j-1]+PS[i-1][j]-PS[i-1][j-1]; } } //枚举求出问题的解 for (a=1;a<=n;a++) { for (c=a;c<=n;c++) { Start=BC(PS,a,c,m); All=BC(PS,a,c,m); for (i=m-1;i>=1;i--) { Start=max(BC(PS,a,c,i),BC(PS,a,c,i)+Start); All=max(Start,All); if (All>maxnum) { maxnum=All; } } } } cout<<maxnum<<endl; return 0; }