JavaScript 二进制矩阵中 1 和 0 集合计数程序


二进制矩阵顾名思义,只包含两个数字的矩阵,这两个数字是 1 和 0。在本文中,我们将逐步了解代码及其方法和适当的解释,以便更好地理解这些概念。在本教程中,我们将编写一个 JavaScript 程序,用于计算给定二进制矩阵中 1 和 0 的集合。

问题简介

在这个问题中,我们给定一个二进制矩阵,我们必须找到包含行或列中相同值的集合。一个集合可以是单个值,也可以是任意大小,但条件是它必须包含来自行或列的相同元素。例如,

我们给定一个具有两行三列的二进制矩阵,如下所示:

1 0 1
0 0 1

1 和 0 的集合数可以计算如下

  • 大小为 1 的集合 - 矩阵的所有单元格本身都是不同的集合,共有 6 个单元格。

  • 大小为 2 的集合 - 第二行的前两列具有相同的值,第二列和第三列具有相同的值,总共有 2 个大小为 2 且值相同的集合。第一行有两个 1,也可以被视为一个集合

  • 大小为 3 的集合 - 矩阵中可能的最大集合大小是行和列的最大大小,这里为 3。但是,对于大小,没有可用的集合包含相同的值。

因此,对于大小分别为 1、2 和 3 的集合,我们总共有 6、3 和 0 个集合。因此,最终我们的答案将是 9。

方法

在上一节中,我们已经看到,我们只需要关注特定的行或列,即可获得其中相似元素的数量。此外,我们将使用数学概念来计算特定行或列中不同大小的集合的数量。

例如,如果一行中 1 的总数为 x,则大小从 1 到 x 的不同 1 集合的总数将来自排列和组合。

让我们来看一下方法:

  • 首先,我们将获得一个数组,该数组将包含零和一,即给定的二进制矩阵。

  • 我们将创建一个函数,自动计算传递给它作为参数的任何矩阵所需的答案,并将答案作为返回值返回。

  • 在函数中,我们将遍历数组或二进制矩阵两次,一次用于行,第二次用于列。

  • 在 for 循环中,我们将维护两个变量,一个用于存储 1,另一个用于存储 0 的计数。

  • 遍历单个行或列后,我们将使用上面看到的公式更新答案,并将答案存储在我们拥有的变量中。

  • 最后,我们将通过从中减去 rows*columns 来返回答案,因为我们已经将它们添加了两次。

我们删除了 rows * columns,因为当我们添加具有零和一的单个值的集合时,一次是在遍历行时,另一次是在遍历列时。

示例

让我们看看上面给定步骤的实现,以便更好地理解这些概念:

// given variables
var cols = 3; // no of columns
var rows = 2; // no of rows
// function to solve the problem with passed array 
function fun(arr) {
   // variable to store the final answer 
   var ans = 0;
   // traversing over the rows using for loop 
   for (var i = 0; i < rows; i++) {
      var ones = 0, zeroes = 0;
      for ( var j = 0; j < cols; j++) {
         if (arr[i][j] == 1)
         ones++;
         else
         zeroes++;
      }
      // increasing the answer on the basis of current count based on ones 
      ans = ans + Math.pow(2, ones)-1;
      // based on zeros 
      ans = ans + Math.pow(2, zeroes)-1;
   }
   //traversing over the columns using for loop 
   for (var i = 0; i < cols; i++) {
      var ones = 0, zeroes = 0;
      for ( var j = 0; j < rows; j++) {
         if (arr[j][i] == 1)
         ones++;
         else
         zeroes++;
      }
      //increasing the answer on the basis of current count based on ones 
      ans = ans + Math.pow(2, ones)-1;
      // based on zeros 
      ans = ans + Math.pow(2, zeroes)-1;
   }
   return ans - (rows * cols);
}
var arr = [ [ 1, 0, 1 ], [ 0, 1, 0 ] ];
console.log("Total number of the sets in the given binary matrix is: " + fun(arr));

时间和空间复杂度

上面代码的时间复杂度为 O(N*N),其中 N 是给定矩阵中行数和列数的最大值。

没有使用额外的空间,因此代码的空间复杂度为 O(1)。

结论

在本教程中,我们学习了如何编写一个 JavaScript 程序,用于计算给定二进制矩阵中 1 和 0 的集合。二进制矩阵顾名思义,只包含两个数字的矩阵,这两个数字是 1 和 0。所讨论代码的时间复杂度为 O(N*N),空间复杂度为 O(1)。

更新于:2023-03-24

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