Python|统计全为一的正方形子矩阵

简介: Python|统计全为一的正方形子矩阵

问题描述

给你一个 m * n 的矩阵,矩阵中的元素不是 0 就是 1,请你统计并返回其中完全由 1 组成的 正方形子矩阵的个数。

例1

输入:matrix =

[

 [0,1,1,1],

 [1,1,1,1],

 [0,1,1,1]

]

输出:15

解释:

边长为 1 的正方形有 10 个。

边长为 2 的正方形有 4 个。

边长为 3 的正方形有 1 个。

正方形的总数 = 10 + 4 + 1 = 15.

例2

输入:matrix =

[

 [1,0,1],

 [1,1,0],

 [1,1,0]

]

输出:7

解释:

边长为 1 的正方形有 6 个。

边长为 2 的正方形有 1 个。

正方形的总数 = 6 + 1 = 7.


解决方案

创一个dp数组等于matrix,和一个nums用于统计正方形个数计算正方形边长动态方程为:

dp[i][j]=min(dp[i-1][j],dp[i-1][j-1],dp[i][j-1])+1

该方程的含义:表示从当前可得正方形的右下角点dp[i][j]的左方,上方,以及左上三个方向取最小值+1,即为当前最大正方形的边长值(因为要取正方形的最大边长,所有边长必须相等,故一定是取三个方向的最小值,才能保证边长相等)

此时nums+dp[i][j],解释原因例如:

如果dp[i][j]=3,那么以dp[i][j]该点为正方形的右下角,存在一个边长为3的正方形,同时,边长为3的正方形会包含一个边长比它小的正方形,故在dp[i][j]处还能取到边长为2,边长为1的正方形,故该点能取边长为 1,2,3的三个正方形,故nums+dp[i][j]

解题代码:

class Solution:

    def countSquares(self, matrix: List[List[int]]) -> int:

        dp,nums=matrix,0 #dp为记忆的数组

        for i in range(len(matrix)):

            for j in range(len(matrix[0])):

                if matrix[i][j]==1:

                    if i>=1 and j>=1:

                        dp[i][j]=min(dp[i-1][j],dp[i-1][j-1],dp[i][j-1])+1

                    nums+=dp[i][j]

        return nums


结语

该题来自力扣动态规划题组,本博客主要是讲述以怎样的思路来解决该问题,以及相应的python代码;思路简短清晰明了,很适合算法学习,希望对读者有所帮助。


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