نظرا ل ن × ن مصفوفة ثنائية جنبا إلى جنب مع تتكون من 0 ثانية و 1 ثانية . مهمتك هي العثور على حجم الأكبر "+" الشكل الذي يمكن تشكيله باستخدام فقط 1 ثانية .
أ "+" يتكون الشكل من خلية مركزية لها أربعة أذرع تمتد في الاتجاهات الأربعة ( لأعلى ولأسفل لليسار ولليمين ) مع البقاء داخل حدود المصفوفة. حجم أ "+" يتم تعريفه على أنه العدد الإجمالي للخلايا تشكيلها بما في ذلك المركز وجميع الأذرع.
المهمة هي إرجاع الحد الأقصى للحجم من أي صالحة "+" في جنبا إلى جنب مع . إذا لا "+" يمكن تشكيل العودة .
أمثلة:
مدخل: مع = [ [0 1 1 0 1] [0 0 1 1 1] [1 1 1 1 1] [1 1 1 0 1] [0 1 1 1 0] ]
الإخراج: 9
توضيح: يمكن تشكيل "+" بطول ذراع 2 (خليتان في كل اتجاه + 1 مركز) في وسط الحصيرة.
0 1 1 0 1
0 0 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 0 1
0 1 1 1 0
الحجم الإجمالي = (2 × 4) + 1 = 9
مدخل: مع = [ [0 1 1] [0 0 1] [1 1 1] ]
الإخراج: 1
توضيح: يمكن تكوين "+" بطول ذراع 0 (0 خلايا في كل اتجاه + 1 مركز) باستخدام أي من الأرقام 1.مدخل: مع = [ [0] ]
الإخراج:
توضيح: لا يمكن تشكيل علامة "+".stringformat
[نهج ساذج] - اعتبر كل نقطة كمركز - O(n^4) الزمن وO(n^4) الفضاء
اجتياز خلايا المصفوفة واحدة تلو الأخرى. اعتبر كل نقطة تم اجتيازها كمركز لعلامة الجمع وابحث عن حجم علامة +. لكل عنصر نجتاز اليسار واليمين والأسفل وما فوق. أسوأ حالة في هذا الحل تحدث عندما يكون لدينا كل الأرقام 1.
[النهج المتوقع] - حساب 4 صفائف مسبقًا - O(n^2) الوقت وO(n^2) الفضاء
ال فكرة هو الحفاظ على أربع مصفوفات مساعدة يسار[][] يمين[][] أعلى[][] أسفل[][] لتخزين 1 متتالية في كل اتجاه. لكل خلية (ط ي) في مصفوفة الإدخال نقوم بتخزين المعلومات أدناه في هذه أربعة المصفوفات -
- اليسار (ط ي) يخزن الحد الأقصى لعدد 1 المتتالية إلى غادر من الخلية (i j) بما في ذلك الخلية (i j).
- حق (ط ي) يخزن الحد الأقصى لعدد 1 المتتالية إلى يمين من الخلية (i j) بما في ذلك الخلية (i j).
- أعلى (ط ي) يخزن الحد الأقصى لعدد 1 المتتالية في قمة من الخلية (i j) بما في ذلك الخلية (i j).
- أسفل (ط ي) يخزن الحد الأقصى لعدد 1 المتتالية في قاع من الخلية (i j) بما في ذلك الخلية (i j).
بعد حساب القيمة لكل خلية من المصفوفات المذكورة أعلاه الأكبر'+' سيتم تشكيلها بواسطة خلية من مصفوفة الإدخال التي لها قيمة قصوى من خلال النظر في الحد الأدنى من ( اليسار (i j) اليمين (i j) الأعلى (i j) الأسفل (i j) )
يمكننا استخدامها البرمجة الديناميكية لحساب المبلغ الإجمالي للرقم 1 المتتالي في كل اتجاه:
إذا حصيرة (ط ي) == 1
اليسار(i j) = اليسار(i j - 1) + 1التاريخ الحالي في جافاآخر اليسار (ط ي) = 0
إذا حصيرة (ط ي) == 1
top(i j) = top(i - 1 j) + 1;آخر أعلى (ط ي) = 0؛
مجموعة مرتبة في Java
إذا حصيرة (ط ي) == 1
أسفل(i ي) = أسفل(i + 1 ي) + 1;آخر أسفل (ط ي) = 0؛
إذا حصيرة (ط ي) == 1
يمين(i ي) = يمين(ي ي + 1) + 1;آخر صحيح (i j) = 0؛
فيما يلي تنفيذ النهج أعلاه:
C++// C++ program to find the largest '+' in a binary matrix // using Dynamic Programming #include using namespace std; int findLargestPlus(vector<vector<int>> &mat) { int n = mat.size(); vector<vector<int>> left(n vector<int>(n 0)); vector<vector<int>> right(n vector<int>(n 0)); vector<vector<int>> top(n vector<int>(n 0)); vector<vector<int>> bottom(n vector<int>(n 0)); // Fill left and top matrices for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if (mat[i][j] == 1) { left[i][j] = (j == 0) ? 1 : left[i][j - 1] + 1; top[i][j] = (i == 0) ? 1 : top[i - 1][j] + 1; } } } // Fill right and bottom matrices for (int i = n - 1; i >= 0; i--) { for (int j = n - 1; j >= 0; j--) { if (mat[i][j] == 1) { right[i][j] = (j == n - 1) ? 1 : right[i][j + 1] + 1; bottom[i][j] = (i == n - 1) ? 1 : bottom[i + 1][j] + 1; } } } int maxPlusSize = 0; // Compute the maximum '+' size for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if (mat[i][j] == 1) { int armLength = min({left[i][j] right[i][j] top[i][j] bottom[i][j]}); maxPlusSize = max(maxPlusSize (4 * (armLength - 1)) + 1); } } } return maxPlusSize; } int main() { // Hardcoded input matrix vector<vector<int>> mat = { {0 1 1 0 1} {0 0 1 1 1} {1 1 1 1 1} {1 1 1 0 1} {0 1 1 1 0} }; cout << findLargestPlus(mat) << endl; return 0; }
Java // Java program to find the largest '+' in a binary matrix // using Dynamic Programming class GfG { static int findLargestPlus(int[][] mat) { int n = mat.length; int[][] left = new int[n][n]; int[][] right = new int[n][n]; int[][] top = new int[n][n]; int[][] bottom = new int[n][n]; // Fill left and top matrices for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if (mat[i][j] == 1) { left[i][j] = (j == 0) ? 1 : left[i][j - 1] + 1; top[i][j] = (i == 0) ? 1 : top[i - 1][j] + 1; } } } // Fill right and bottom matrices for (int i = n - 1; i >= 0; i--) { for (int j = n - 1; j >= 0; j--) { if (mat[i][j] == 1) { right[i][j] = (j == n - 1) ? 1 : right[i][j + 1] + 1; bottom[i][j] = (i == n - 1) ? 1 : bottom[i + 1][j] + 1; } } } int maxPlusSize = 0; // Compute the maximum '+' size for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if (mat[i][j] == 1) { int armLength = Math.min(Math.min(left[i][j] right[i][j]) Math.min(top[i][j] bottom[i][j])); maxPlusSize = Math.max(maxPlusSize (4 * (armLength - 1)) + 1); } } } return maxPlusSize; } public static void main(String[] args) { // Hardcoded input matrix int[][] mat = { {0 1 1 0 1} {0 0 1 1 1} {1 1 1 1 1} {1 1 1 0 1} {0 1 1 1 0} }; System.out.println(findLargestPlus(mat)); } }
Python # Python program to find the largest '+' in a binary matrix # using Dynamic Programming def findLargestPlus(mat): n = len(mat) left = [[0] * n for i in range(n)] right = [[0] * n for i in range(n)] top = [[0] * n for i in range(n)] bottom = [[0] * n for i in range(n)] # Fill left and top matrices for i in range(n): for j in range(n): if mat[i][j] == 1: left[i][j] = 1 if j == 0 else left[i][j - 1] + 1 top[i][j] = 1 if i == 0 else top[i - 1][j] + 1 # Fill right and bottom matrices for i in range(n - 1 -1 -1): for j in range(n - 1 -1 -1): if mat[i][j] == 1: right[i][j] = 1 if j == n - 1 else right[i][j + 1] + 1 bottom[i][j] = 1 if i == n - 1 else bottom[i + 1][j] + 1 maxPlusSize = 0 # Compute the maximum '+' size for i in range(n): for j in range(n): if mat[i][j] == 1: armLength = min(left[i][j] right[i][j] top[i][j] bottom[i][j]) maxPlusSize = max(maxPlusSize (4 * (armLength - 1)) + 1) return maxPlusSize if __name__ == '__main__': # Hardcoded input matrix mat = [ [0 1 1 0 1] [0 0 1 1 1] [1 1 1 1 1] [1 1 1 0 1] [0 1 1 1 0] ] print(findLargestPlus(mat))
C# // C# program to find the largest '+' in a binary matrix // using Dynamic Programming using System; class GfG { static int FindLargestPlus(int[] mat) { int n = mat.GetLength(0); int[] left = new int[n n]; int[] right = new int[n n]; int[] top = new int[n n]; int[] bottom = new int[n n]; // Fill left and top matrices for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if (mat[i j] == 1) { left[i j] = (j == 0) ? 1 : left[i j - 1] + 1; top[i j] = (i == 0) ? 1 : top[i - 1 j] + 1; } } } // Fill right and bottom matrices for (int i = n - 1; i >= 0; i--) { for (int j = n - 1; j >= 0; j--) { if (mat[i j] == 1) { right[i j] = (j == n - 1) ? 1 : right[i j + 1] + 1; bottom[i j] = (i == n - 1) ? 1 : bottom[i + 1 j] + 1; } } } int maxPlusSize = 0; // Compute the maximum '+' size for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if (mat[i j] == 1) { int armLength = Math.Min(Math.Min(left[i j] right[i j]) Math.Min(top[i j] bottom[i j])); maxPlusSize = Math.Max(maxPlusSize (4 * (armLength - 1)) + 1); } } } return maxPlusSize; } public static void Main() { // Hardcoded input matrix int[] mat = { {0 1 1 0 1} {0 0 1 1 1} {1 1 1 1 1} {1 1 1 0 1} {0 1 1 1 0} }; Console.WriteLine(FindLargestPlus(mat)); } }
JavaScript // JavaScript program to find the largest '+' in a binary matrix // using Dynamic Programming function findLargestPlus(mat) { let n = mat.length; let left = Array.from({ length: n } () => Array(n).fill(0)); let right = Array.from({ length: n } () => Array(n).fill(0)); let top = Array.from({ length: n } () => Array(n).fill(0)); let bottom = Array.from({ length: n } () => Array(n).fill(0)); // Fill left and top matrices for (let i = 0; i < n; i++) { for (let j = 0; j < n; j++) { if (mat[i][j] === 1) { left[i][j] = (j === 0) ? 1 : left[i][j - 1] + 1; top[i][j] = (i === 0) ? 1 : top[i - 1][j] + 1; } } } // Fill right and bottom matrices for (let i = n - 1; i >= 0; i--) { for (let j = n - 1; j >= 0; j--) { if (mat[i][j] === 1) { right[i][j] = (j === n - 1) ? 1 : right[i][j + 1] + 1; bottom[i][j] = (i === n - 1) ? 1 : bottom[i + 1][j] + 1; } } } let maxPlusSize = 0; // Compute the maximum '+' size for (let i = 0; i < n; i++) { for (let j = 0; j < n; j++) { if (mat[i][j] === 1) { let armLength = Math.min(left[i][j] right[i][j] top[i][j] bottom[i][j]); maxPlusSize = Math.max(maxPlusSize (4 * (armLength - 1)) + 1); } } } return maxPlusSize; } // Hardcoded input matrix let mat = [ [0 1 1 0 1] [0 0 1 1 1] [1 1 1 1 1] [1 1 1 0 1] [0 1 1 1 0] ]; console.log(findLargestPlus(mat));
الإخراج
9
تعقيد الوقت: O(n²) بسبب أربع تمريرات لحساب مصفوفات الاتجاه وتمريرة نهائية واحدة لتحديد أكبر علامة "+". تستغرق كل تمريرة وقتًا O(n²) مما يؤدي إلى تعقيد إجمالي لـ O(n²).
تعقيد الفضاء: O(n²) بسبب وجود أربع مصفوفات مساعدة (يسار يمين أعلى أسفل) تستهلك مساحة إضافية O(n²).