C++ 中扩展矩阵中返回前一个元素


讨论一个基于扩展矩阵的问题。扩展矩阵是一个大小不断增加某个倍数的矩阵。

这里我们有一个字符矩阵,其大小以 2 为倍数扩展,即如果矩阵的原始大小为 N * N,则扩展矩阵的大小变为 2N * 2N。我们给定了一系列存在于 (i, j) 处的字符,我们需要返回存在于 (i, (j - N - 1)%N) 处的字符序列。

让我们通过可视化一些初始扩展矩阵来理解,

Given Matrix -> [ a, b ] [ c, d ], 2 X 2 matrix
Multiplying with { a, b, c, d }
A X [ a, b ]
B X [ a, b ]
C X [ a, b ]
D X [ a, b ]
[ c, d ] [ c, d ] [ c, d ] [ c, d ]

Expanded Matrix -> [ aa, ab, ba, bb ]
[ ac, ad, bc, bd ]
[ ca, cb, da, db ]
[ cc, cd, dc, dd ], 4X4 matrix
To expand again, multiply it by { a, b, c, d } and a matrix of size 8X8 will be formed.

Expanded Matrix - > [ aaa, aab, aba, abb, baa, bab, bba, bbb ]
[ aac, aad, abc, abd, bac, bad, bbc, bbd ]
[ aca, acb, ada, adb, bca, bcb, bda, bdb ]
[ acc, acd, adc, add, bcc, bcd, bdc, bdd ]
[ caa, cab, cba, cbb, daa, dab, dba, dbb ]
[ cac, cad, cbc, cbd, dac, dad, dbc, dbd ]
[ cca, ccb, cda, cdb, dca, dcb, dda, ddb ]
[ ccc, ccd, cdc, cdd, dcc, dcd, ddc, ddd ]

这里有两个初始扩展矩阵;所以假设我们给定了一个字符序列“bcc”,那么我们需要返回它左侧的序列,即“add”。此外,假设矩阵是循环的,即如果给定的序列位于 (i, 0),则返回 (i, N-1) 处的序列,例如

Input: abb
Output: aba
Explanation: The sequence just left to abb is aba in the 8X8 matrix.

Input: aadc
Output: aacd

Input: abbcd
Output: abbcc

查找解决方案的方法

首先查看问题,想到的唯一解决方案是找到包含给定序列的扩展矩阵,但这看起来并不复杂。我们需要首先形成矩阵,然后搜索序列。

高效的方法

在查看了一些初始扩展矩阵之后,我们发现了一个模式,通过该模式我们可以看到前一个元素。即

  • 从最后一个索引遍历字符序列。

  • 如果索引元素为“b”或“d”,则将其更改为“a”或“c”并停止遍历数组。

  • 如果索引元素为“a”或“c”,则将其更改为“b”或“d”并移动到下一个索引并检查它。

示例

上述方法的 C++ 代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main (){
   string seq = "abbcd";
   int n = seq.length ();
   // traverse through the string from last.
   for (int i = n; i >= 0; i--){
      // if the element is b or d, change them and stop traversing.
      if (seq[i] == 'b'){
      seq[i] = 'a';
      break;
   }
   if (seq[i] == 'd'){
      seq[i] = 'c';
      break;
   }
   // if an element is b or d, change them and move to the next element.
   if (seq[i] == 'a')
      seq[i] = 'b';
   else if (seq[i] == 'c')
      seq[i] = 'd';
   }
   cout << "The Previous sequence is: " << seq;
   return 0;
}

输出

The previous sequence is: abbcc

结论

在本文中,我们讨论了扩展字符矩阵及其形成方式。我们还讨论了在扩展矩阵中查找前一个元素的问题。我们通过理解扩展字符矩阵创建的模式解决了此问题。

我们还讨论了此问题的 C++ 代码,我们可以用任何编程语言(如 C、Java、Python 等)编写。希望本教程对您有所帮助。

更新于: 2021 年 11 月 26 日

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