子矩陣(暴搜(全排列) DP)

2021-09-07 14:19:29 字數 3634 閱讀 9612

一、題目

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題目描述

給出如下定義:

1. 子矩陣:從乙個矩陣當中選取某些行和某些列交叉位置所組成的新矩陣(保持行與列的相對順序)被稱為原矩陣的乙個子矩陣。

例如,下面左圖中選取第2、4行和第2、4、5列交叉位置的元素得到乙個2*3的子矩陣如右圖所示。

9 3 3 3 9

9 4 8 7 4

1 7 4 6 6

6 8 5 6 9

7 4 5 6 1

的其中乙個2*3的子矩陣是

4 7 4

8 6 9

2. 相鄰的元素:矩陣中的某個元素與其上下左右四個元素(如果存在的話)是相鄰的。

3. 矩陣的分值:矩陣中每一對相鄰元素之差的絕對值之和。

本題任務:給定乙個n行m列的正整數矩陣,請你從這個矩陣中選出乙個r行c列的子矩陣,使得這個子矩陣的分值最小,並輸出這個分值。

輸入第一行包含用空格隔開的四個整數n,m,r,c,意義如問題描述中所述,每兩個整數之間用乙個空格隔開。

接下來的n行,每行包含m個用空格隔開的整數,用來表示問題描述中那個n行m列的矩陣。

輸出輸出共1行,包含1個整數,表示滿足題目描述的子矩陣的最小分值。

樣例輸入

輸入樣例#1:

5 5 2 3

9 3 3 3 9

9 4 8 7 4

1 7 4 6 6

6 8 5 6 9

7 4 5 6 1

輸入樣例#2:

7 7 3 3 

7 7 7 6 2 10 5

5 8 8 2 1 6 2

2 9 5 5 6 1 7

7 9 3 6 1 7 8

1 9 1 4 7 8 8

10 5 9 1 1 8 10

1 3 1 5 4 8 6

樣例輸出

輸出樣例#1:

6輸出樣例#2:

16【輸入輸出樣例1說明】

該矩陣中分值最小的2行3列的子矩陣由原矩陣的第4行、第5行與第1列、第3列、第4列交叉位置的元素組成,為

6 5 6

7 5 6

,其分值為

|6−5| + |5−6| + |7−5| + |5−6| + |6−7| + |5−5| + |6−6| =6。

【輸入輸出樣例2說明】

該矩陣中分值最小的3行3列的子矩陣由原矩陣的第4行、第5行、第6行與第2列、第6列、第7列交叉位置的元素組成,選取的分值最小的子矩陣為

9 7 8 9 8 8 5 8 10

提示對於50%的資料,1 ≤ n ≤ 12,1 ≤ m ≤ 12,矩陣中的每個元素1 ≤ a[i][j] ≤ 20;

對於100%的資料,1 ≤ n ≤ 16,1 ≤ m ≤ 16,矩陣中的每個元素1 ≤ a[i][j] ≤ 1,000,

1 ≤ r ≤ n,1 ≤ c ≤ m。

二、分析及**

子矩陣:

方法一:暴力搜尋

最大時間複雜度為o(c(16,8)*c(16,8));

只有一半分

方法二:直接想dp,不好想

方法三:暴力搜尋+dp

最大時間複雜度為o(c(16,8)*n3);

我們先用暴力選好行,再用dp對列進行操作。

dp[i][j]表示前i列裡選j列的子矩陣最大分值

狀態為什麼不是dp[m][c]

min(dp[i][c]) 因為下面那麼寫狀態轉移方程預設最後選的那一列就是第i列

dp[i][0]=0,dp[0][i]=0,dp[i][i]=行的分值+列的分值

狀態轉移方程:

dp[i][j]=min(dp[i][j],dp[k][j-1]+val[i]+cost[k][i]); (j-1<=kdp[i][j]表示前i列裡選j列的子矩陣最大分值

a[i]表示 第i列選到的行的總差值

b[k][i]表示選到的每一行第k列和第i列之間的差值

k表示除i之外最後一列的編號

處理在第i列與第j列之間 數的差值之和

38for(int j=i+1;j<=m;j++)

4344

for(int i=1;i<=m;i++) //

前i列之中 第i列強制選擇

45for(int j=1;j<=i&&j<=c;j++)

5051

for(int i=c;i<=m;i++) //

在前i列中選了c列

52 ret=min(ret,dp[i][c]);

5354

//printarr_dp();

55//

cout<56

return

ret;

5758}59

//now為當前遍歷的行的編號,cnt為找到的行的數目,找到的行的編號放在 r陣列中

60 inline void slect(int now,int cnt)

65 slect(now+1,cnt);//

不選這一行

66 r[cnt+1]=now;//

記錄選的這行

67 slect(now+1,cnt+1);//

選這一行

68return;69

}7071int

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