【模板】子矩阵的和(二维前缀和)

本文介绍了如何使用二维前缀和解决子矩阵和的问题,详细阐述了递推公式,并给出了完整的代码实现。

子矩阵的和

输入一个n行m列的整数矩阵,再输入q个询问,每个询问包含四个整数x1, y1, x2, y2,表示一个子矩阵的左上角坐标和右下角坐标。

对于每个询问输出子矩阵中所有数的和。

输入格式
第一行包含三个整数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,每行包含四个整数x1, y1, x2, y2,表示一组询问。

输出格式
共q行,每行输出一个询问的结果。

数据范围
1≤n,m≤1000,
1≤q≤200000,
1≤x1≤x2≤n,
1≤y1≤y2≤m,
−1000≤矩阵内元素的值≤1000
输入样例:
3 4 3
1 7 2 4
3 6 2 8
2 1 2 3
1 1 2 2
2 1 3 4
1 3 3 4
输出样例:
17
27
21

这题是二维前缀和的模板题。

这题前缀和的递推公式为:
s[i][j]+=s[i-1][j]+s[i][j-1]-s[i-1][j-1]
准确的说,就是加上它上面的一条,左边的一条,中间有一部分算重了,减去就可以了


最后一点输出也如法炮制:

int a,b,c,d;
cin>>a>>b>>c>>d;
cout<<s[c][d]-s[a-1][d]-s[c][b-1]+s[a-1][b-1]<<endl;

仍旧可以看上图↑
最后附上完整代码:

#include<iostream>
using namespace std;
const int N=1010;
int n
二维前缀和是求二维数组上从(0,0)位置到(i,j)位置的累加,其构建方法使用方式如下: ### 构建方法 以模板二维区域检索 - 矩阵不可变”为例,假设有一个二维矩阵`matrix`,构建二维前缀和数组`sum`的步骤如下: 1. 获取矩阵的行数`n`列数`m`,并初始化前缀和数组`sum`的大小为`(n + 2) x (m + 2)`,初始值都为 0。 2. 将矩阵`matrix`的值赋给前缀和数组`sum`,注意索引的转换,即`sum[i][j] = matrix[i - 1][j - 1]`。 3. 计算二维前缀和,公式为`sum[i][j] += sum[i][j - 1] + sum[i - 1][j] - sum[i - 1][j - 1]`。 以下是对应的 C++ 代码实现: ```cpp #include <vector> using namespace std; class NumMatrix { public: vector<vector<int>> sum; NumMatrix(vector<vector<int>>& matrix) { int n = matrix.size(); int m = matrix[0].size(); sum.resize(n + 2, vector<int>(m + 2, 0)); for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= m; j++) { sum[i][j] = matrix[i - 1][j - 1]; } } // 二维前缀和 for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= m; j++) { sum[i][j] += sum[i][j - 1] + sum[i - 1][j] - sum[i - 1][j - 1]; } } } }; ``` ### 使用方式 二维前缀和主要用于快速计算二维数组中任意子矩阵。若要计算从`(row1, col1)`到`(row2, col2)`的子矩阵,可以使用以下公式: `sumRegion = sum[row2][col2] - sum[row2][col1 - 1] - sum[row1 - 1][col2] + sum[row1 - 1][col1 - 1]` 以下是使用上述公式计算子矩阵的 C++ 代码: ```cpp int sumRegion(int row1, int col1, int row2, int col2) { row1++; row2++; col1++; col2++; return sum[row2][col2] - sum[row2][col1 - 1] - sum[row1 - 1][col2] + sum[row1 - 1][col1 - 1]; } ```
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