Gesamtabdeckung aller Nullstellen in einer binären Matrix

Gesamtabdeckung aller Nullstellen in einer binären Matrix
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Bei einer binären Matrix, die nur Nullen und Einsen enthält, müssen wir die Summe der Abdeckung aller Nullen der Matrix ermitteln, wobei die Abdeckung für eine bestimmte Null als Gesamtzahl der Einsen um eine Null in der Richtung von links nach rechts oben und unten definiert ist. Diese können überall sein, bis die Ecke in eine Richtung zeigt. 

Beispiele:  

Input : mat[][] = {0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0} Output : 20 First four zeros are surrounded by only one 1. So coverage for zeros in first row is 1 + 1 + 1 + 1 Zeros in second row are surrounded by three 1's. Note that there is no 1 above. There are 1's in all other three directions. Coverage of zeros in second row = 3 + 3. Similarly counting for others also we get overall count as below. 1 + 1 + 1 + 1 + 3 + 3 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 = 20 Input : mat[][] = {1 1 1 0 1 0 0 1} Output : 8 Coverage of first zero is 2 Coverages of other two zeros is 3 Total coverage = 2 + 3 + 3 = 8 
Recommended Practice Abdeckung aller Nullen in einer Binärmatrix Probieren Sie es aus!

A einfache Lösung Um dieses Problem zu lösen, müssen wir Einsen unabhängig voneinander um Nullen herum zählen, d. h. wir führen für jede Zelle der gegebenen Matrix eine Schleife viermal in jede Richtung aus. Immer wenn wir in einer Schleife eine 1 finden, unterbrechen wir die Schleife und erhöhen das Ergebnis um 1.

Ein effiziente Lösung ist Folgendes zu tun. 

  1. Durchlaufen Sie alle Zeilen von links nach rechts und erhöhen Sie das Ergebnis, wenn bereits eine 1 angezeigt wird (im aktuellen Durchlauf) und das aktuelle Element 0 ist.
  2. Durchlaufen Sie alle Zeilen von rechts nach links und erhöhen Sie das Ergebnis, wenn bereits eine 1 angezeigt wird (im aktuellen Durchlauf) und das aktuelle Element 0 ist.
  3. Durchlaufen Sie alle Spalten von oben nach unten und erhöhen Sie das Ergebnis, wenn bereits eine 1 angezeigt wird (im aktuellen Durchlauf) und das aktuelle Element 0 ist.
  4. Durchlaufen Sie alle Spalten von unten nach oben und erhöhen Sie das Ergebnis, wenn bereits eine 1 angezeigt wird (im aktuellen Durchlauf) und das aktuelle Element 0 ist.

Im folgenden Code wird eine boolesche Variable isOne verwendet, die wahr wird, sobald bei der aktuellen Durchquerung für alle Nullen eine Eins angetroffen wird. Anschließend wird das Iterationsergebnis erhöht, indem dieselbe Prozedur in allen vier Richtungen angewendet wird, um die endgültige Antwort zu erhalten. Wir setzen isOne nach jedem Durchlauf auf false zurück.

C++
   // C++ program to get total coverage of all zeros in   // a binary matrix   #include          using     namespace     std  ;   #define R 4   #define C 4   // Returns total coverage of all zeros in mat[][]   int     getTotalCoverageOfMatrix  (  int     mat  [  R  ][  C  ])   {      int     res     =     0  ;      // looping for all rows of matrix      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     R  ;     i  ++  )      {      bool     isOne     =     false  ;     // 1 is not seen yet      // looping in columns from left to right      // direction to get left ones      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     C  ;     j  ++  )      {      // If one is found from left      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      // If 0 is found and we have found      // a 1 before.      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      // Repeat the above process for right to      // left direction.      isOne     =     false  ;      for     (  int     j     =     C  -1  ;     j     >=     0  ;     j  --  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      }      // Traversing across columns for up and down      // directions.      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     C  ;     j  ++  )      {      bool     isOne     =     false  ;     // 1 is not seen yet      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     R  ;     i  ++  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      isOne     =     false  ;      for     (  int     i     =     R  -1  ;     i     >=     0  ;     i  --  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      }      return     res  ;   }   // Driver code to test above methods   int     main  ()   {      int     mat  [  R  ][  C  ]     =     {{  0       0       0       0  }      {  1       0       0       1  }      {  0       1       1       0  }      {  0       1       0       0  }      };      cout      < <     getTotalCoverageOfMatrix  (  mat  );      return     0  ;   }   
Java
   // Java program to get total    // coverage of all zeros in    // a binary matrix   import     java     .  io  .  *  ;   class   GFG      {   static     int     R     =     4  ;   static     int     C     =     4  ;   // Returns total coverage   // of all zeros in mat[][]   static     int     getTotalCoverageOfMatrix  (  int     [][]  mat  )   {      int     res     =     0  ;      // looping for all       // rows of matrix      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     R  ;     i  ++  )      {      // 1 is not seen yet      boolean     isOne     =     false  ;         // looping in columns from       // left to right direction      // to get left ones      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     C  ;     j  ++  )      {      // If one is found      // from left      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      // If 0 is found and we       // have found a 1 before.      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      // Repeat the above       // process for right       // to left direction.      isOne     =     false  ;      for     (  int     j     =     C     -     1  ;     j     >=     0  ;     j  --  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      }      // Traversing across columns      // for up and down directions.      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     C  ;     j  ++  )      {      // 1 is not seen yet      boolean     isOne     =     false  ;         for     (  int     i     =     0  ;     i      <     R  ;     i  ++  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      isOne     =     false  ;      for     (  int     i     =     R     -     1  ;     i     >=     0  ;     i  --  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      }      return     res  ;   }   // Driver code    static     public     void     main     (  String  []     args  )   {      int     [][]  mat     =     {{  0       0       0       0  }      {  1       0       0       1  }      {  0       1       1       0  }      {  0       1       0       0  }};   System  .  out  .  println  (      getTotalCoverageOfMatrix  (  mat  ));   }   }   // This code is contributed by anuj_67.   
Python3
   # Python3 program to get total coverage of all zeros in   # a binary matrix   R   =   4   C   =   4   # Returns total coverage of all zeros in mat[][]   def   getTotalCoverageOfMatrix  (  mat  ):   res   =   0   # looping for all rows of matrix   for   i   in   range  (  R  ):   isOne   =   False   # 1 is not seen yet   # looping in columns from left to right   # direction to get left ones   for   j   in   range  (  C  ):   # If one is found from left   if   (  mat  [  i  ][  j  ]   ==   1  ):   isOne   =   True   # If 0 is found and we have found   # a 1 before.   else   if   (  isOne  ):   res   +=   1   # Repeat the above process for right to   # left direction.   isOne   =   False   for   j   in   range  (  C   -   1     -  1     -  1  ):   if   (  mat  [  i  ][  j  ]   ==   1  ):   isOne   =   True   else   if   (  isOne  ):   res   +=   1   # Traversing across columns for up and down   # directions.   for   j   in   range  (  C  ):   isOne   =   False   # 1 is not seen yet   for   i   in   range  (  R  ):   if   (  mat  [  i  ][  j  ]   ==   1  ):   isOne   =   True   else   if   (  isOne  ):   res   +=   1   isOne   =   False   for   i   in   range  (  R   -   1     -  1     -  1  ):   if   (  mat  [  i  ][  j  ]   ==   1  ):   isOne   =   True   else   if   (  isOne  ):   res   +=   1   return   res   # Driver code   mat   =   [[  0     0     0     0  ][  1     0     0     1  ][  0     1     1     0  ][  0     1     0     0  ]]   print  (  getTotalCoverageOfMatrix  (  mat  ))   # This code is contributed by shubhamsingh10   
C#
   // C# program to get total coverage    // of all zeros in a binary matrix   using     System  ;   class     GFG     {       static     int     R     =     4  ;   static     int     C     =     4  ;   // Returns total coverage of all zeros in mat[][]   static     int     getTotalCoverageOfMatrix  (  int     []  mat  )   {      int     res     =     0  ;      // looping for all rows of matrix      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     R  ;     i  ++  )      {      // 1 is not seen yet      bool     isOne     =     false  ;         // looping in columns from left to       // right direction to get left ones      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     C  ;     j  ++  )      {      // If one is found from left      if     (  mat  [  i    j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      // If 0 is found and we       // have found a 1 before.      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      // Repeat the above process for       // right to left direction.      isOne     =     false  ;      for     (  int     j     =     C  -  1  ;     j     >=     0  ;     j  --  )      {      if     (  mat  [  i    j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      }      // Traversing across columns      // for up and down directions.      for     (  int     j     =     0  ;     j      <     C  ;     j  ++  )      {      // 1 is not seen yet      bool     isOne     =     false  ;         for     (  int     i     =     0  ;     i      <     R  ;     i  ++  )      {      if     (  mat  [  i    j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      isOne     =     false  ;      for     (  int     i     =     R  -  1  ;     i     >=     0  ;     i  --  )      {      if     (  mat  [  i    j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      }      return     res  ;   }   // Driver code to test above methods      static     public     void     Main     ()      {      int     []  mat     =     {{  0       0       0       0  }      {  1       0       0       1  }      {  0       1       1       0  }      {  0       1       0       0  }};      Console  .  WriteLine  (  getTotalCoverageOfMatrix  (  mat  ));      }   }   // This code is contributed by vt_m.   
JavaScript
    <  script  >      // Javascript program to get total       // coverage of all zeros in       // a binary matrix          let     R     =     4  ;      let     C     =     4  ;      // Returns total coverage      // of all zeros in mat[][]      function     getTotalCoverageOfMatrix  (  mat  )      {      let     res     =     0  ;      // looping for all       // rows of matrix      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     R  ;     i  ++  )      {      // 1 is not seen yet      let     isOne     =     false  ;         // looping in columns from       // left to right direction      // to get left ones      for     (  let     j     =     0  ;     j      <     C  ;     j  ++  )      {      // If one is found      // from left      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      // If 0 is found and we       // have found a 1 before.      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      // Repeat the above       // process for right       // to left direction.      isOne     =     false  ;      for     (  let     j     =     C     -     1  ;     j     >=     0  ;     j  --  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      }      // Traversing across columns      // for up and down directions.      for     (  let     j     =     0  ;     j      <     C  ;     j  ++  )      {      // 1 is not seen yet      let     isOne     =     false  ;         for     (  let     i     =     0  ;     i      <     R  ;     i  ++  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      isOne     =     false  ;      for     (  let     i     =     R     -     1  ;     i     >=     0  ;     i  --  )      {      if     (  mat  [  i  ][  j  ]     ==     1  )      isOne     =     true  ;      else     if     (  isOne  )      res  ++  ;      }      }      return     res  ;      }          let     mat     =     [[  0       0       0       0  ]      [  1       0       0       1  ]      [  0       1       1       0  ]      [  0       1       0       0  ]];          document  .  write  (  getTotalCoverageOfMatrix  (  mat  ));    <  /script>   

Ausgabe
20 

Zeitkomplexität: O(n 2
Hilfsraum: O(1)

 

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