【算法基础课】差分矩阵

这篇博客介绍了差分矩阵的思想,通过构建前缀和矩阵将原本对矩阵大规模更新的O(n^2)复杂度降低到O(1)。文章以一个具体的例题为背景,说明了差分矩阵在处理矩阵元素批量加减操作中的高效性,并提供了输入输出格式以及数据范围,适合初学者理解并练习该算法。

文章目录

1.思想

如果要从 [x1,y1] 到 [x2,y2] ,向矩阵a中的每个数字都加上c,如果这个操作很频繁,那么每次都要重新遍历一次,复杂度为 O ( n 2 ) O(n^2) O(n2)

有一种办法可以把这个复杂度降为O(1):如果a矩阵是b矩阵的前缀和,那么给b[x1][y1]+c,再给b[x2+1][y2]-c、b[x2][y2+1]-c,再给b[x2+1][y2+1]加上c,就可以使得a矩阵的 [x1,y1] 到 [x2,y2] 的所有元素都加c。

我们如何构造这个b矩阵呢,可以把a矩阵视为向b矩阵添加了n次c才得到的。

在这里插入图片描述

2.例题

输入一个n行m列的整数矩阵,再输入q个操作,每个操作包含五个整数x1, y1, x2, y2, c,其中(x1, y1)和(x2, y2)表示一个子矩阵的左上角坐标和右下角坐标。每个操作都要将选中的子矩阵中的每个元素的值加上c。请你将进行完所有操作后的矩阵输出。

输入格式
第一行包含整数n,m,q。

接下来n行,每行包含m个整数,表示整数矩阵。

接下来q行,每行包含5个整数x1, y1, x2, y2, c,表示一个操作。

输出格式
共 n 行,每行 m 个整数,表示所有操作进行完毕后的最终矩阵。

数据范围
1≤n,m≤1000,
1≤q≤100000,
1≤x1≤x2≤n,
1≤y1≤y2≤m,
−1000≤c≤1000,
−1000≤矩阵内元素的值≤1000
输入样例:

3 4 3
1 2 2 1
3 2 2 1
1 1 1 1
1 1 2 2 1
1 3 2 3 2
3 1 3 4 1

输出样例:

2 3 4 1
4 3 4 1
2 2 2 2

3.模板

#include<iostream>
using namespace std;

int n,m,q;
const int N=1010;
int a
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