题目背景
矩阵转置操作是将矩阵的行和列交换的过程。在转置过程中,原矩阵 A 的元素 aij 会移动到转置后的矩阵 AT 的 aji 的位置。这意味着 A 的第 i 行第 j 列的元素在 AT 中成为了第 j 行第 i 列的元素。
例如,有矩阵 A 如下:
A=[abcdef]
它的转置矩阵 AT 会是:
AT=[adbecf]
矩阵转置在线性代数中是一个基本操作,广泛应用于各种数学和工程领域。
题目描述
给定 n×m 的矩阵 M,试编写程序支持以下查询和操作:
-
重塑操作 p、q:将当前矩阵重塑为p×q 的形状(重塑的具体定义见上一题);
-
转置操作:将当前矩阵转置;
-
元素查询 i、j:查询当前矩阵第 i 行 j 列的元素(0≤i<n 且 0≤j<m)。
依次给出 t 个上述查询或操作,计算其中每个查询的结果。
输入格式
从标准输入读入数据。
输入共 n+t+1 行。
输入的第一行包含三个正整数 n、m 和 t。
接下来依次输入初始矩阵 M 的第 0 到第 n−1 行,每行包含 m 个整数,按列下标从 0 到 m−1 的顺序依次给出。
接下来输入 t 行,每行包含形如 op a b
的三个整数,依次给出每个查询或操作。具体输入格式如下:
-
重塑操作:
1 p q
-
转置操作:
2 0 0
-
元素查询:
3 i j
输出格式
输出到标准输出。
每个查询操作输出一行,仅包含一个整数表示查询结果。
样例1输入
3 2 3
1 2
3 4
5 6
3 0 1
1 2 3
3 1 2
样例1输出
2
6
样例2输入
3 2 5
1 2
3 4
5 6
3 1 0
2 0 0
3 1 0
1 3 2
3 1 0
样例2输出
3
2
5
初始矩阵: [123456], (1,0) 位置元素为 3;
转置后: [135246], (1,0) 位置元素为 2;
重塑后: [135246], (1,0) 位置元素为 5。
子任务
80 的测试数据满足:
- t≤100;
全部的测试数据满足:
-
t≤105 且其中转置操作的次数不超过 100;
-
n、m 和所有重塑操作中的 p、q 均为正整数且 n×m=p×q≤104;
-
输入矩阵中每个元素的绝对值不超过 1000。
提示
-
对于 n×m 的矩阵,虽然转置和重塑操作都可以将矩阵形态变为 m×n,但这两种操作通常会导致不同的结果。
-
评测环境仅提供各语言的标准库,特别地,不提供任何线性代数库(如
numpy
、pytorch
等)。
题解:
观察题目,比第一题多出了一个转置的操作,和一个查询的操作就没了。
分析题目,第一题的重塑矩阵并不会改变原矩阵的数字的顺序,及将原矩阵转化成一维后,重塑的矩阵和原矩阵的一维数组相同。
而转置矩阵会改变原数组的数字的顺序,所以要处理操作。
再解决查询问题,直接从一维数组中提取第i*y+j个数字及为答案,没有时间问题。
所以这题除去输入输出,最大的时间损耗就在转置上。
对于转置问题,观察转置的特性,比如一个4*3的矩阵转置
就是在原一维数组上隔m个数取一个放入新数组,重复m次。这就解决了转置的问题。时间复杂度O(n)。
代码:
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<iomanip>
#include<queue>
#include<stack>
#include<vector>
#include<set>
#include<map>
#include <functional>
using namespace std;
typedef long long int ll;
int n=0,m=0,t=0,i,j,op=0,nx=0,ny=0,sum=0;
int num[10001]={0};
int newnum[10001]={0};
main()
{
cin >> n >> m >> t;
nx=n;ny=m;sum=n*m;
for(i=0;i<sum;i++){
cin >> num[i];
}
while(t>0){
cin >> op;
if(op==1){
cin >> nx >> ny;
}
else if(op==2){
cin >> n >> n;
//
n=0;
for(i=0;i<ny;i++){
for(j=i;j<sum;j+=ny){
newnum[n]=num[j];
n++;
}
}
for(i=0;i<sum;i++){
num[i]=newnum[i];
//cout << newnum[i] << " ";
}
//cout << "\n";
n=nx;nx=ny;ny=n;
//
}
else if(op==3){
cin >> n >> m;
cout << num[n*ny+m] << "\n";
}
t--;
}
}