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《算法笔记》11.8小节——动态规划专题->总结 问题 E: 最大子矩阵

2025/9/12 8:24:42 来源:https://blog.csdn.net/2401_88085478/article/details/148109190  浏览:    关键词:《算法笔记》11.8小节——动态规划专题->总结 问题 E: 最大子矩阵
题目描述

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

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]。

输出

测试数据可能有多组,对于每组测试数据,输出最大子矩阵的大小。

样例输入
1
27 
3
-40 29 -16 
38 18 22 
24 -35 5 
样例输出
27
78

分析:求一维数组的最大子序列和比较容易。对于一个二维矩阵,可以把它看做是由若干个列向量组成的,这样二维矩阵的最大子矩阵大小,也可以变成求一个一维矩阵的最大子序列和,只是这个一维矩阵中的元素全部都是列向量。

  • 枚举所有可能的上边界 i 和下边界 j,即从第 i 行到第 j 行之间形成的矩阵。

  • 将第 ij 行之间的每一列的数加起来,得到一维数组 c[k]:表示第 k 列在这些行中元素的和。

  • 对于每个 c[],使用 Kadane 算法 计算一维最大子段和(等价于在这个子矩阵中找最大矩形块)。

  • 在所有上下边界中,记录出现的最大值。

#include<algorithm>
#include <iostream>
#include  <cstdlib>
#include  <cstring>
#include   <string>
#include   <vector>
#include   <cstdio>
#include    <queue>
#include    <stack>
#include    <ctime>
#include    <cmath>
#include      <map>
#include      <set>
#define INF 0x3fffffff
#define db1(x) cout<<#x<<"="<<(x)<<endl
#define db2(x,y) cout<<#x<<"="<<(x)<<", "<<#y<<"="<<(y)<<endl
#define db3(x,y,z) cout<<#x<<"="<<(x)<<", "<<#y<<"="<<(y)<<", "<<#z<<"="<<(z)<<endl
#define db4(x,y,z,r) cout<<#x<<"="<<(x)<<", "<<#y<<"="<<(y)<<", "<<#z<<"="<<(z)<<", "<<#r<<"="<<(r)<<endl
#define db5(x,y,z,r,w) cout<<#x<<"="<<(x)<<", "<<#y<<"="<<(y)<<", "<<#z<<"="<<(z)<<", "<<#r<<"="<<(r)<<", "<<#w<<"="<<(w)<<endl
using namespace std;int main(void)
{#ifdef testfreopen("in.txt","r",stdin);
//    freopen("out.txt","w",stdout);clock_t start=clock();#endif //testint n;while(~scanf("%d",&n)){int ans=-1*INF;int mtrix[n+5][n+5];for(int i=0;i<n;++i)for(int j=0;j<n;++j)scanf("%d",&mtrix[i][j]);for(int i=0;i<n;++i){int cnt[n+5]={0};for(int j=i;j<n;++j){for(int l=0;l<n;++l)cnt[l]+=mtrix[j][l];int temp=0,maxn=cnt[0];for(int k=0;k<n;++k){if(temp+cnt[k]>=0)temp=temp+cnt[k],maxn=max(maxn,temp);else temp=0;}
//                db2(temp,maxn);ans=max(ans,maxn);}}printf("%d\n",ans);}#ifdef testclockid_t end=clock();double endtime=(double)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC;printf("\n\n\n\n\n");cout<<"Total time:"<<endtime<<"s"<<endl;        //s为单位cout<<"Total time:"<<endtime*1000<<"ms"<<endl;    //ms为单位#endif //testreturn 0;
}

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