1 条题解

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    @ 2025-10-20 14:58:03

    问题分析 题目要求我们根据给定的 (n1)×(m1)(n-1)\times(m-1) 矩阵 bb 还原出原始的 n×mn\times m 矩阵 aa,其中 $b_{i,j} = a_{i,j} + a_{i,j+1} + a_{i+1,j} + a_{i+1,j+1}$。

    关键思路 变量关系建立:

    通过观察 bb 矩阵的定义,可以发现相邻的 aa 元素之间存在线性关系

    aa 矩阵的元素看作变量,bb 矩阵的元素提供了这些变量之间的约束条件

    差分约束系统:

    将问题转化为差分约束系统,其中每个 ai,ja_{i,j} 需要满足 0ai,j1060 \leq a_{i,j} \leq 10^6

    通过巧妙的变量替换,将原问题转化为关于行变量和列变量的约束系统

    图模型构建:

    将行和列分别作为图中的节点,建立二分图模型

    根据 (i+j)(i+j) 的奇偶性确定边的方向,构建带权有向图

    负环检测:

    使用 SPFA 算法检测图中是否存在负环

    如果存在负环,说明约束系统无解,输出 "NO"

    如果不存在负环,可以根据最短路径值构造出满足条件的解

    算法流程 初始化:将第一行和第一列设为 0,作为参考基准

    推导关系:根据 bb 矩阵递推计算其他 aa 元素的关系表达式

    建图:根据奇偶性建立行与列之间的约束边

    最短路:使用 SPFA 检测负环并计算最短路径

    构造解:根据最短路径值调整初始矩阵,得到最终解

    复杂度分析 时间复杂度:O(T(nm+(n+m)3))O(T \cdot (n \cdot m + (n+m)^3)),主要取决于 SPFA 算法

    空间复杂度:O(nm+n+m)O(n \cdot m + n + m)

    算法特点 该方法巧妙地将矩阵还原问题转化为图论中的差分约束问题,通过检测负环来判断解的存在性,并利用最短路径值构造出满足所有约束的可行解。这种转换使得原本复杂的问题可以通过标准的图算法高效解决。

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