一道非常经典的DP题目,适合我这种 D P 蒟 蒻 \red{DP蒟蒻} DP蒟蒻。
题目大意:给定一个矩阵,其元素均为 [ − 127 , 127 ] [-127,127] [−127,127]之间的整数,求它的最大子矩阵。
解题思路:
看到网上很多的博客(几乎所有的)都是用的把问题压缩成一维动态规划来做,其实大可不必。可以直接在原矩阵上进行状态转移。我们采用:
F [ i , j ] ; i ∈ [ 1 , N ] , j ∈ [ 1 , n ] F[i,j];i\in[1,N],j\in[1,n] F[i,j];i∈[1,N],j∈[1,n]
来表示矩阵 A i , j A_{i,j} Ai,j的最大子矩阵,那么很容易看出,初始状态为 F [ 1 , 1 ] F[1,1] F[1,1],目标状态为 F [ n , n ] F[n,n] F[n,n].现在来思考如何定义状态转移方程,稍加思考我们可以发现一个矩阵 A i , j A_{i,j} Ai,j的最大子矩阵一定为:
{ A i − 1 , j 的 最 大 子 矩 阵 A i , j − 1 的 最 大 子 矩 阵 以 a [ i , j ] 为 右 下 角 的 矩 阵 \begin{cases} A_{i-1,j}的最大子矩阵\\ A_{i,j-1}的最大子矩阵\\ 以a[i,j]为右下角的矩阵 \end{cases} ⎩⎪⎨⎪⎧Ai−1,j的最大子矩阵Ai,j−1的最大子矩阵以a[i,j]为右下角的矩阵
前两个状态我们可以进行 O ( 1 ) O(1) O(1)的转移,最后一种状态我们可以在输入矩阵的时候预处理出它的二维前缀和 S [ i , j ] S[i,j] S[i,j],就可以扫描一遍 O ( n 2 ) O(n^2) O(n2)的转移了。
总复杂度为 O ( n 4 ) O(n^4) O(n4),由于数据范围不超过一百,可以稳稳地过。
A C C o d e : \purple{AC\space Code:} AC Code:
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
int n,a[150][150],s[150][150];
int f[150][150];
int main()
{
cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=n;j++)
{
cin>>a[i][j];
s[i][j]=s[i-1][j]+s[i][j-1]-s[i-1][j-1]+a[i][j];
}
f[1][1]=s[1][1];
for(int i=1;i<=n;i++)
{
for(int j=1;j<=n;j++)
{
if(i==1&&j==1) continue;
int s1=max(f[i-1][j],f[i][j-1]);
int s2=-0x3f;
for(int a=1;a<=i;a++)
{
for(int b=1;b<=j;b++)
{
int s3=s[i][j]-s[a-1][j]-s[i][b-1]+s[a-1][b-1];
s2=max(s2,s3);
}
}
f[i][j]=max(s1,s2);
}
}
cout<<f[n][n]<<endl;
return 0;
}