LC 2397. 被列覆盖的最多行数

发布时间:2024年01月04日

2397. 被列覆盖的最多行数

2397. 被列覆盖的最多行数


难度: 中等

题目大意:

给你一个下标从 0 开始、大小为 m x n 的二进制矩阵 matrix ;另给你一个整数 numSelect,表示你必须从 matrix 中选择的 不同 列的数量。

如果一行中所有的 1 都被你选中的列所覆盖,则认为这一行被 覆盖 了。

形式上,假设 s = {c1, c2, ...., cnumSelect} 是你选择的列的集合。对于矩阵中的某一行 row ,如果满足下述条件,则认为这一行被集合 s 覆盖

  • 对于满足 matrix[row][col] == 1 的每个单元格 matrix[row][col]0 <= col <= n - 1),col 均存在于 s 中,或者
  • row不存在 值为 1 的单元格。

你需要从矩阵中选出 numSelect 个列,使集合覆盖的行数最大化。

返回一个整数,表示可以由 numSelect 列构成的集合 覆盖最大行数

提示:

  • m == matrix.length
  • n == matrix[i].length
  • 1 <= m, n <= 12
  • matrix[i][j] 要么是 0 要么是 1
  • 1 <= numSelect <= n
img
输入:matrix = [[0,0,0],[1,0,1],[0,1,1],[0,0,1]], numSelect = 2
输出:3
解释:
图示中显示了一种覆盖 3 行的可行办法。
选择 s = {0, 2} 。
- 第 0 行被覆盖,因为其中没有出现 1 。
- 第 1 行被覆盖,因为值为 1 的两列(即 0 和 2)均存在于 s 中。
- 第 2 行未被覆盖,因为 matrix[2][1] == 1 但是 1 未存在于 s 中。
- 第 3 行被覆盖,因为 matrix[2][2] == 1 且 2 存在于 s 中。
因此,可以覆盖 3 行。
另外 s = {1, 2} 也可以覆盖 3 行,但可以证明无法覆盖更多行。

根据题目给的数据范围,这题很显然可以暴力解决

二进制枚举

每一行都有两种情况,就是选和不选,我们可以用一个二进制来表示这个状态,比如说10,注意二进制是从右往左读,所以就可以知道这个状态表示的就是第0列是不选的1代表第一列选的,依据这样的思路,所以一共有1 << m种状态,但是并不是每一种状态都是满足要求的,因为题目要求的是一定要有numSelect1,所以我们只需要进行额外的判断即可

二进制枚举的板子:

for (int i = 0; i < 1 << n; i ++) {
	for (int j = 0; j < 31; j ++) { // 对当前状态进行操作
        if (i >> j & 1) ... //判断这个状态的第j位是不是1
            ...
    }
    ...
}

代码实现:

class Solution {
public:

    bool check(int n, int numSelect) {
        int res = 0;
        for (int i = 0; i < 31; i ++) {
            if (n >> i & 1) res ++;
        }
        return res == numSelect;
    }

    int maximumRows(vector<vector<int>>& matrix, int numSelect) {
        int n = matrix.size(), m = matrix[0].size();
        int res = 0;
        for (int i = 0; i < 1 << m; i ++) {
            if (check(i, numSelect)) {
                int t = 0;
                for (int k = 0; k < n; k ++) {
                    bool fl = true;
                    for (int j = 0; j < m; j ++) {
                        if ((i >> j & 1) || !matrix[k][j]) continue;
                        fl = false;
                        break;
                    }
                    if (fl) t ++;
                }
                res = max(res, t);
            }
        }
        return res;
    }
};

时间复杂度: O ( n m 2 m ) O(nm2^m) O(nm2m)

递归回溯实现

我们可以将上面的代码翻译成递归形式,下面代码实现

代码实现

class Solution {
public:
    int maximumRows(vector<vector<int>>& matrix, int numSelect) {
        int n = matrix.size(), m = matrix[0].size();
        bool st[m];
        memset(st, 0, sizeof st);
        int res = 0;
        function<void(int, int)> dfs = [&](int u, int sum) -> void {
            if (u >= m) return;
            st[u] = true;
            if (sum + 1 == numSelect) {
                int t = 0;
                for (int i = 0; i < n; i ++) {
                    bool fl = true;
                    for (int j = 0; j < m; j ++) {
                        if (st[j] || !matrix[i][j]) continue;
                        fl = false;
                        break;
                    }
                    if (fl) t ++;
                }
                res = max(res, t);
            }
            dfs(u + 1, sum + 1); // 选
            st[u] = false; // 回溯
            dfs(u + 1, sum); // 不选
        };
        dfs(0, 0);
        return res;
    }
};

时间复杂度和上面的二进制枚举一样

Gosper’s Hack

Gosper’s Hack是一种生成 n 元集合所有 k 元子集的算法,它巧妙地利用了位运算,证明略,读者可自行查询相关资料

废话不多说,上模板

void GospersHack(int k, int n)
{
    int cur = (1 << k) - 1;
    int limit = (1 << n);
    while (cur < limit)
    {
        int lb = cur & -cur;
        int r = cur + lb;
        cur = ((r ^ cur) >> __builtin_ctz(lb) + 2) | r;
    }
}

它的作用就是:在n个二进制中指定有k1,生成所有的只含有k1的二进制,这样可以帮助去除很多的无效二进制,同时我们可以预处理一下matrix数组,将它转化为一个二进制数组,可以优化判断

代码实现

class Solution {
public:
    int maximumRows(vector<vector<int>>& matrix, int numSelect) {
        int n = matrix.size(), m = matrix[0].size();
        vector<int> mask(n, 0);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < m; j++){
                mask[i] += matrix[i][j] << (m - j - 1);
            }
        }
        int cur = (1 << numSelect) - 1, limit = 1 << m;
        int res = 0;
        while (cur <= limit) {
            int lb = cur & -cur;
            int r = cur + lb;
            int t = 0;
            for (int i = 0; i < n; i ++) {
                if ((mask[i] & cur) == mask[i]) ++ t;
            }
            res = max(t, res);
            cur = ((r ^ cur) >> __builtin_ctz(lb) + 2) | r;
        }
        return res;
    }
};

时间复杂度: O ( n ? C m n u m S e l e c t ) O(n*C_{m}^{numSelect}) O(n?CmnumSelect?)

  • __builtin_ctz(int x)是用获取二进制中最右边的1在第几位

【微语】自信是成功的第一步,相信自己一定能行。

结束了

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_74040620/article/details/135396682
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