基础算法:二维前缀和

article/2025/10/1 22:05:03

二维前缀和C++模板:

S[i, j] = 第i行j列格子左上部分所有元素的和
S[i, j] = S[i-1,j] + s[i,j-1] - S[i-1,j-1] + a[i,j](表示当前的数)(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]

二维前缀和理解:
第一步:如何计算S[i, j]?
如下图可以知道,我们要求蓝色的S[3, 4],那么可以知道可以等于绿色S[2, 4]、黄色S[3, 3]和蓝色a[3 ,4]相加,但是红色S[2 ,3]多加了所以需要减掉。
最后的出公式:S[i, j] = S[i-1,j] + s[i,j-1] - S[i-1,j-1] + a[i,j](表示当前的数)
在这里插入图片描述

第二步:如何计算以(x1, y1)为左上角,(x2, y2)为右下角的子矩阵的和?
如下图可以知道,我们要求红色的以(2, 3)左上角和(4, 5)右下角的子矩阵,那么可以知道,为蓝色S[4, 5] -绿色S[4 ,2] - 黄色S[1, 5] + 棕色S[1, 2]
最后得出公式:S[x2, y2] - S[x1-1,y2] - S[x2,y1-1] + S[x1-1,y1-1]
在这里插入图片描述
题目: 796. 子矩阵的和
输入一个 n 行 m 列的整数矩阵,再输入 q 个询问,每个询问包含四个整数 x1,y1,x2,y2,表示一个子矩阵的左上角坐标和右下角坐标。
对于每个询问输出子矩阵中所有数的和。

输入格式
第一行包含三个整数 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,每行包含四个整数 x1,y1,x2,y2,表示一组询问。

输出格式
共 q 行,每行输出一个询问的结果。

数据范围
1≤n,m≤1000,
1≤q≤200000,
1≤x1≤x2≤n,
1≤y1≤y2≤m,
−1000≤矩阵内元素的值≤1000

输入样例:

3 4 3
1 7 2 4
3 6 2 8
2 1 2 3
1 1 2 2
2 1 3 4
1 3 3 4

输出样例:

17
27
21

#include <iostream>
using namespace std;const int N=1005;
int s[N][N];
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>>s[i][j];s[i][j]+=s[i-1][j]+s[i][j-1]-s[i-1][j-1];}}while(q--){int x1,y1,x2,y2;cin>>x1>>y1>>x2>>y2;cout<<s[x2][y2]-s[x1-1][y2]-s[x2][y1-1]+s[x1-1][y1-1]<<endl;}return 0;
}

http://chatgpt.dhexx.cn/article/Qjir4g5s.shtml

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