算法基础:子矩阵的和(二维前缀和)

算法:子矩阵的和

核心公式:
S[i, j] =ij列格子左上部分所有元素的和
(x1, y1)为左上角,(x2, y2)为右下角的子矩阵的和为:
S[x2, y2] - S[x1 - 1, y2] - S[x2, y1 - 1] + S[x1 - 1, y1 - 1]
image
由图得,蓝色面积s[i][j]=绿色面积s[i-1][j]+紫色面积s[i][j-1]-重复加的红色面积s[i-1][j-1]+小方块面积a[i][j];
因此二维前缀和预处理公式:
s[i][j]=s[i-1][j]+s[i][j-1]-s[i-1][j-1]+a[i][j];

以(x1, y1)为左上角,(x2, y2)为右下角的子矩阵的和为:
s[x2, y2] - s[x1 - 1, y2] - s[x2, y1 - 1] + s[x1 - 1, y1 - 1]
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 1e3 + 10;
int a[N][N], s[N][N]; //s[n][n]二维矩阵前缀和
int main(){
int n, m, q;
cin >> n >> m >> q;
for(int i = 1; i <= n; i++){
for(int j = 1; j <= m; j++){
cin >> a[i][j];
}
}
for(int i = 1; i <= n; i++){
for(int j = 1; j <= m; j++){
s[i][j] = s[i-1][j] + s[i][j-1] - s[i-1][j-1] + a[i][j]; //二维矩阵前缀和的预处理公式
}
}
while(q--){
int x1, y1, x2, y2;
cin >> x1 >> y1 >> x2 >> y2;
cout << s[x2][y2] - s[x2][y1 - 1] - s[x1 -1][y2] + s[x1 -1][y1-1] << endl;
}
return 0;
}

二维前缀和练习:
https://codeforces.com/contest/1722/problem/E

!太牛了这个思路,想不到呜呜呜!

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 1e3 + 10;
long long a[N][N], s[N][N];
void slove(){
long long n, q;
cin >> n >> q;
for(int i = 0; i <= 1008; i++){ //多测清空
for(int j = 0; j <= 1008; j++){
a[i][j] = 0;
s[i][j] = 0;
}
}
for(int i = 0; i < n; i++){
int h, w;
cin >> h >> w;
a[h][w] += h * w; //tql这个操作
}
for(int i = 1; i <= 1008; i++){
for(int j = 1; j <= 1008; j++){
s[i][j] = s[i - 1][j] + s[i][j - 1] - s[i - 1][j - 1] + a[i][j]; //前缀和公式预处理
}
}
while(q--){
int hs, ws, hb, wb;
cin >> hs >> ws >> hb >> wb;
/*
S[i, j] = 第i行j列格子左上部分所有元素的和
?(x1, y1)为左上角,(x2, y2)为右小角的子矩阵的和为:
S[x2, y2] - S[x1 - 1, y2] - S[x2, y1 - 1] + S[x1 - 1, y1 - 1]
*/
cout << s[hb - 1][wb - 1] - s[hs][wb - 1] - s[hb - 1][ws] + s[hs][ws] << endl;
}
}
int main(){
int t;
cin >> t;
while(t--){
slove();
}
return 0;
}
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