AcWing 798. 差分矩阵

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题目

输入一个 n 行 m 列的整数矩阵,再输入 q 个操作,每个操作包含五个整数 x1,y1,x2,y2,c,其中 (x1,y1) 和 (x2,y2) 表示一个子矩阵的左上角坐标和右下角坐标。

每个操作都要将选中的子矩阵中的每个元素的值加上 c。

请你将进行完所有操作后的矩阵输出。

输入格式

第一行包含整数 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 5 个整数 x1,y1,x2,y2,c,表示一个操作。

输出格式

共 n 行,每行 m 个整数,表示所有操作进行完毕后的最终矩阵。

数据范围

1 ≤ n,m ≤ 1000, 1 ≤ q ≤ 100000, 1 ≤ x1 ≤ x2 ≤ n, 1 ≤ y1 ≤ y2 ≤ m, −1000 ≤ c ≤ 1000, −1000 ≤ 矩阵内元素的值 ≤1000

输入样例:

3 4 3
1 2 2 1
3 2 2 1
1 1 1 1
1 1 2 2 1
1 3 2 3 2
3 1 3 4 1

输出样例:

2 3 4 1
4 3 4 1
2 2 2 2

思路

和一维的差分数组思路一样

a[][]数组是b[][]数组的前缀和数组,那么b[][]是a[][]的差分数组

a数组是b数组的前缀和数组,对b数组的b[i][j]的修改,会影响到a数组中从a[i][j]及往后的每一个数。

b[x1][y1] + = c;

b[x1,][y2+1] - = c;

b[x2+1][y1] - = c;

b[x2+1][y2+1] + = c;

20201217174836198.png

b[x1][ y1 ] +=c ; 对应图1 ,让整个a数组中蓝色矩形面积的元素都加上了c。

b[x1,][y2+1]-=c ; 对应图2 ,让整个a数组中绿色矩形面积的元素再减去c,使其内元素不发生改变。

b[x2+1][y1]- =c ; 对应图3 ,让整个a数组中紫色矩形面积的元素再减去c,使其内元素不发生改变。

b[x2+1][y2+1]+=c; 对应图4,,让整个a数组中红色矩形面积的元素再加上c,红色内的相当于被减了两次,再加上一次c,才能使其恢复。

二维差分模板

给以(x1, y1)为左上角,(x2, y2)为右下角的子矩阵中的所有元素加上c:
S[x1, y1] += c, S[x2 + 1, y1] -= c, S[x1, y2 + 1] -= c, S[x2 + 1, y2 + 1] += c

ac代码

#include<iostream>
using namespace std;
const int N = 1010;
int n,m,q;
int a[N][N],b[N][N];
void insert(int x1, int y1, int x2, int y2, int c){
    b[x1][y1] += c;
    b[x2 + 1][y1] -= c;
    b[x1][y2 + 1] -= c;
    b[x2 + 1][y2 + 1] += c;
}
int main(){
    cin >> n >> m >> q;
    for (int i = 1; i <= n; i ++ ) 
        for (int j = 1; j <= m; j ++ ) {
            cin >> a[i][j];
            insert(i, j, i, j, a[i][j]); //构建差分数组
        }
    while (q -- ){
        int x1, y1, x2, y2, c;
        cin >> x1 >> y1 >> x2 >> y2 >> c;
        insert(x1, y1, x2, y2, c);
    }
    for (int i = 1; i <= n; i ++ ) for (int j = 1; j <= m; j ++ ) b[i][j] += b[i - 1][j] + b[i][j - 1] - b[i - 1][j - 1];
    for (int i = 1; i <= n; i ++ ) {
        for (int j = 1; j <= m; j ++ ) cout << b[i][j] << ' ' ;
        cout << endl;
    }
    return 0;
}