1277. 統計全為 1 的正方形子矩陣
阿新 • • 發佈:2021-06-25
本題和 221. 最大正方形 非常類似,使用的方法也幾乎相同。
我們用 f[i][j] 表示以 (i, j) 為右下角的正方形的最大邊長,那麼除此定義之外,f[i][j] = x 也表示以 (i, j) 為右下角的正方形的數目為 x(即邊長為 1, 2, ..., x 的正方形各一個)。在計算出所有的 f[i][j] 後,我們將它們進行累加,就可以得到矩陣中正方形的數目。
我們嘗試挖掘 f[i][j] 與相鄰位置的關係來計算出 f[i][j] 的值。
如上圖所示,若對於位置 (i, j) 有 f[i][j] = 4,我們將以 (i, j) 為右下角、邊長為 4 的正方形塗上色,可以發現其左側位置 (i, j - 1),上方位置 (i - 1, j) 和左上位置 (i - 1, j - 1) 均可以作為一個邊長為 4 - 1 = 3 的正方形的右下角。也就是說,這些位置的的 f 值至少為 3,即:
將這三個不等式聯立,可以得到:
\[\min\big(f[i][j - 1], f[i - 1][j], f[i - 1][j - 1]\big) \geq f[i][j] - 1 \]這是我們通過固定 f[i][j] 的值,判斷其相鄰位置與之的關係得到的不等式。同理,我們也可以固定 f[i][j] 相鄰位置的值,得到另外的限制條件。
如上圖所示,假設 f[i][j - 1],f[i - 1][j] 和 f[i - 1][j - 1] 中的最小值為 3,也就是說,(i, j - 1),(i - 1, j) 和 (i - 1, j - 1) 均可以作為一個邊長為 3 的正方形的右下角。我們將這些邊長為 3 的正方形依次塗上色,可以發現,如果位置 (i, j) 的元素為 1,那麼它可以作為一個邊長為 4 的正方形的右下角,f 值至少為 4,即:
將其與上一個不等式聯立,可以得到:
\[f[i][j] = \min\big(f[i][j - 1], f[i - 1][j], f[i - 1][j - 1]\big) + 1 \]class Solution { public: int countSquares(vector<vector<int>>& matrix) { int n = matrix.size(), m = matrix[0].size(); vector<vector<int>> f(n + 1, vector<int>(m + 1)); int res = 0; for(int i = 1; i <= n; i++) for(int j = 1; j <= m; j++) if(matrix[i - 1][j - 1] == 1) { f[i][j] = min(f[i - 1][j], min(f[i][j - 1], f[i - 1][j - 1])) + 1; res += f[i][j]; } return res; } };