已知矩阵的"和"定义为矩阵中所有元素的和。给定一个矩阵 N " N ,你的任务是找到最大"和"的非空(大小至少是1"1)子矩阵 n * m 。比如,如下4*4的矩阵 A 的最大子矩阵是92-41-18这个子矩阵的大小是15。
时间: 2024-01-29 20:48:07 浏览: 29
你的问题是如何找到最大和的非空子矩阵。这个问题可以使用动态规划算法来解决。具体来说,我们可以定义一个新的矩阵 dp,其中 dp(i, j) 表示以矩阵中第 i 行和第 j 列为右下角的最大子矩阵的和。这个最大子矩阵可以向上延伸 k 行和向左延伸 l 列,其中 k 和 l 可以是任意值,因此 dp(i, j) 可以由 dp(i-1, j),dp(i, j-1) 和 dp(i-1, j-1) 推导出来。具体来说,我们可以使用以下递推式:dp(i, j) = max(dp(i-1, j), dp(i, j-1), dp(i-1, j-1), 0) + A(i, j),其中 A(i, j) 表示矩阵中第 i 行第 j 列的元素值,0 表示我们不选择任何子矩阵。最终,我们只需要遍历 dp 矩阵,找到最大的 dp(i, j) 值即可,这个值对应的子矩阵就是最大和的非空子矩阵。
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已知矩阵的大小定义为矩阵中所有元素的和。给定一个矩阵,你的任务是找到最大的非空(大小至少是1×1)子矩阵。,给详细并分步给出用动态规划求解的思路
动态规划是一种求解最优化问题的常用算法,它分为两个步骤:定义状态和状态转移方程。对于这道题目,我们可以定义状态 $dp[i][j]$ 表示以 $(i,j)$ 为右下角的最大子矩阵的大小,然后我们需要找到所有 $dp[i][j]$ 中的最大值,即为所求的答案。
接下来,我们需要推导状态转移方程。以一个例子来说明:
假设当前矩阵为:
```
1 0 1 0 0
1 0 1 1 1
1 1 1 1 1
1 0 0 1 0
```
我们可以通过观察矩阵,发现对于任意一个元素 $(i,j)$,以它为右下角的最大子矩阵的大小,可以通过以下三种情况来计算:
1. 当前元素为0,那么以它为右下角的最大子矩阵的大小为0。
2. 当前元素为1,它的上方、左方和左上角的元素都为1,那么以它为右下角的最大子矩阵的大小,可以通过以下公式计算:
$$dp[i][j] = \min\{dp[i-1][j], dp[i][j-1], dp[i-1][j-1]\} + 1$$
3. 当前元素为1,但它的上方、左方和左上角的元素不全为1,那么以它为右下角的最大子矩阵的大小,只能为1。
综上所述,状态转移方程为:
$$
dp[i][j] =
\begin{cases}
0, & \text{if } matrix[i][j] = 0 \\
\min\{dp[i-1][j], dp[i][j-1], dp[i-1][j-1]\} + 1, & \text{otherwise}
\end{cases}
$$
最后,我们只需要遍历整个矩阵,计算 $dp[i][j]$ 的值,并记录最大的值即可。时间复杂度为 $O(mn)$,其中 $m$ 和 $n$ 分别表示矩阵的行数和列数。
已知矩阵的大小定义为矩阵中所有元素的和。给定一个矩阵,你的任务是找到最大的非空(大小至少是1*1)子矩阵。比如,如下4*4的矩阵 0 -2 -7 0 9 2 -6 2 -4 1 -4 1 -1 8 0 -2 的最大子矩阵是 9 2 -4 1 -1 8 这个子矩阵的大小是15。 输入描述: 输入是一个N*N的矩阵。输入的第一行给出N (0<N<=100)。再后面的若干行中,依次(首先从左到右给出第一行的N个整数,再从左到右给出第二行的N个整数……)给出矩阵中的N2个整数,整数之间由空白字符分隔(空格或者空行)。已知矩阵中整数的范围都在[-127, 127]。注意,样例输入中,的确有一个空行。 输出描述: 输出最大子矩阵的大小。 样例输入: 样例输出: 4 0 -2 -7 0 9 2 -6 2 -4 1 -4 1 -1
这是一个经典的最大子矩阵问题,可以通过动态规划来解决。我们可以先把每一行的元素加起来,形成一个一维数组,然后对这个一维数组进行最大连续子序列和的计算,这个最大连续子序列和就是以这一行为底的最大子矩阵的大小。最后,我们可以在所有以每一行为底的最大子矩阵中找到最大的那个,就是整个矩阵的最大子矩阵。具体实现可以参考下面的代码:
```python
import sys
n = int(input().strip())
matrix = []
for i in range(n):
row = list(map(int, input().strip().split()))
matrix.append(row)
# 计算以一维数组为底的最大子矩阵大小
def max_subarray(nums):
max_sum = -sys.maxsize
cur_sum = 0
for num in nums:
cur_sum += num
max_sum = max(max_sum, cur_sum)
cur_sum = max(cur_sum, 0)
return max_sum
# 计算以每一行为底的最大子矩阵大小
def max_submatrix(matrix):
n = len(matrix)
max_size = -sys.maxsize
for i in range(n):
nums = [0] * n
for j in range(i, n):
for k in range(n):
nums[k] += matrix[j][k]
cur_size = max_subarray(nums)
max_size = max(max_size, cur_size)
return max_size
print(max_submatrix(matrix))
```
这个算法的时间复杂度是 $O(n^3)$,在 $n$ 不是太大的时候可以通过本题。