给定n*n的矩阵,矩阵中有0和1两个数字,现要求矩阵中只包含0的矩形的数量
时间: 2024-09-20 11:03:50 浏览: 106
要计算给定的 n×n 矩阵中只包含 0 的矩形数量,你可以使用动态规划的方法。我们可以定义一个二维数组 dp[i][j] 表示到 (i, j) 位置为止,最大的只包含 0 的子矩阵的宽度。对于每个元素,我们有两个选择:
1. 如果当前元素为 0,那么我们可以增加子矩阵的宽度(因为 0 可以与之前所有 0 组成更大的矩形)。
2. 如果当前元素为 1,那么子矩阵的宽度不能增加。
遍历矩阵,更新 dp 数组的同时,记录下遇到的第一个 1(或到达边界)的位置,这将是下一个矩形左上角的可能起点。每次遇到一个新的起点,都会开始一个新的计数。
算法步骤大致如下:
1. 初始化 dp[i][j] = 1 (如果 i == j),表示单个元素也是矩形。
2. 遍历矩阵,从左到右,从上到下:
- 当前元素为 0:dp[i][j] = min(dp[i-1][j], dp[i][j-1]) + 1。
- 当前元素为 1:dp[i][j] = 1。
- 记录新起点 (start_i, start_j),即更新 dp[start_i][start_j] = 1。
3. 对于每个起点 (start_i, start_j),找到对应结束点 (end_i, end_j),使得 dp[end_i][end_j] = 1。然后计算子矩阵的宽度 (end_i - start_i + 1)。
4. 计算所有这样的宽度值,即可得到只包含 0 的矩形数量。由于可能有重复的矩形,你需要用哈希集合(如 C++ 中的 unordered_set)去存储这些宽度,确保不重复计数。
以下是一个简单的 C++ 代码实现:
```cpp
#include <unordered_set>
int countRectangles(int matrix[n][n]) {
int dp[n][n];
std::unordered_set<int> widths;
// 初始化首行和首列
for (int i = 0; i < n; ++i) {
dp[0][i] = matrix[0][i] ? 1 : 0;
}
for (int j = 0; j < n; ++j) {
dp[j][0] = matrix[j][0] ? 1 : 0;
}
// 动态规划填充
for (int i = 1; i < n; ++i) {
for (int j = 1; j < n; ++j) {
if (matrix[i][j] == 0) {
dp[i][j] = std::min(dp[i-1][j], dp[i][j-1]) + 1;
} else {
dp[i][j] = 1;
if (widths.find(dp[i][j]) != widths.end()) {
// 如果宽度已存在,说明找到了相同的矩形
--widths.count(dp[i][j]);
} else {
// 否则,添加新的宽度
widths.insert(dp[i][j]);
}
}
}
}
int result = 0;
// 将宽度加回结果
for (const auto& width : widths) {
result += width;
}
return result;
}
```
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