2025-10-29:等和矩阵分割Ⅰ。用go语言,给定一个 m 行 n 列、只含正整数的矩阵 grid。判断能否在两行之间或两列

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福大大架构师每日一题 发表于 2025/10/29 06:45:19 2025/10/29
【摘要】 2025-10-29:等和矩阵分割Ⅰ。用go语言,给定一个 m 行 n 列、只含正整数的矩阵 grid。判断能否在两行之间或两列之间沿一条直线切开矩阵,使切后得到的左右(或上下)两部分都至少包含一个元素,且两部分内所有数的总和相同。若存在这样的切法则返回 true,否则返回 false。1 <= m == grid.length <= 100000。1 <= n == grid[i].len...

2025-10-29:等和矩阵分割Ⅰ。用go语言,给定一个 m 行 n 列、只含正整数的矩阵 grid。判断能否在两行之间或两列之间沿一条直线切开矩阵,使切后得到的左右(或上下)两部分都至少包含一个元素,且两部分内所有数的总和相同。若存在这样的切法则返回 true,否则返回 false。

1 <= m == grid.length <= 100000。

1 <= n == grid[i].length <= 100000。

2 <= m * n <= 100000。

1 <= grid[i][j] <= 100000。

输入: grid = [[1,4],[2,3]]。

输出: true。

解释:

在这里插入图片描述

在第 0 行和第 1 行之间进行水平分割,得到两个非空部分,每部分的元素之和为 5。因此,答案是 true。

题目来自力扣3546。

解决步骤

1. 计算总和

首先遍历整个矩阵,计算所有元素的和 total


2. 检查水平分割

  • 从上到下逐行累加当前和 s
  • 对于第 i 行(从 0 开始),如果累加到第 i 行的总和 s 满足 s * 2 == total,则说明可以在第 i 行与第 i+1 行之间切开,上下两部分的和相等。
  • 注意:最后一行(i = m-1)之后不能切,因为下面没有元素了,所以只遍历到 m-2 行。

3. 检查垂直分割

垂直分割的思路与水平分割类似,但需要按列累加。
为了方便,我们可以将矩阵顺时针旋转 90°,这样原来的列就变成了行,然后复用水平分割的检查逻辑。

旋转操作:

  • 原矩阵 grid 是 m 行 n 列。
  • 顺时针旋转 90° 后得到新矩阵 rotated,它是 n 行 m 列。
  • 旋转公式:rotated[j][m-1-i] = grid[i][j]
  • 这样,原矩阵的列(垂直方向)变成了新矩阵的行(水平方向),检查水平分割就相当于检查原矩阵的垂直分割。

4. 结果判断

如果水平分割或垂直分割任意一种情况满足条件,就返回 true,否则 false


举例说明

输入:grid = [[1,4],[2,3]]

  1. total = 1+4+2+3 = 10
  2. 水平分割检查:
    • 第 0 行和:1+4=5
    • 检查:5*2=10 → 满足条件,可以切在第 0 行与第 1 行之间。
  3. 因此直接返回 true,无需检查垂直分割。

复杂度分析

时间复杂度

  • 计算总和:遍历所有元素,O(m×n)。
  • 水平分割检查:遍历到倒数第二行,O(m×n) 最坏情况(但实际可以在累加时只遍历一次行)。
  • 旋转矩阵:需要创建新矩阵并复制元素,O(m×n)。
  • 检查旋转后的矩阵:O(m×n)。

因为 m×n ≤ 100000,所以总时间复杂度是 O(m×n),可以接受。


空间复杂度

  • 总和与临时变量:O(1)。
  • 旋转矩阵时,需要创建一个新的 n×m 矩阵,其元素总数也是 m×n,所以额外空间是 O(m×n)
  • 如果优化,可以避免实际旋转矩阵,而直接按列累加检查垂直分割,这样空间可降到 O(1),但当前代码选择了旋转方式,因此空间复杂度为 O(m×n)。

总结
该解法先计算总和,然后分别检查水平分割和通过旋转矩阵检查垂直分割,时间复杂度 O(m×n),空间复杂度 O(m×n)。

Go完整代码如下:

package main

import (
	"fmt"
)

func canPartitionGrid(grid [][]int) bool {
	total := 0
	for _, row := range grid {
		for _, x := range row {
			total += x
		}
	}

	// 能否水平分割
	check := func(a [][]int) bool {
		s := 0
		for _, row := range a[:len(a)-1] { // 最后一行无需遍历
			for _, x := range row {
				s += x
			}
			if s*2 == total {
				return true
			}
		}
		return false
	}

	// 水平分割 or 垂直分割
	return check(grid) || check(rotate(grid))
}

// 顺时针旋转矩阵 90°
func rotate(a [][]int) [][]int {
	m, n := len(a), len(a[0])
	b := make([][]int, n)
	for i := range b {
		b[i] = make([]int, m)
	}
	for i, row := range a {
		for j, x := range row {
			b[j][m-1-i] = x
		}
	}
	return b
}

func main() {
	grid := [][]int{{1, 4}, {2, 3}}
	result := canPartitionGrid(grid)
	fmt.Println(result)
}

在这里插入图片描述

Python完整代码如下:

# -*-coding:utf-8-*-

def canPartitionGrid(grid):
    total = 0
    for row in grid:
        for x in row:
            total += x
    
    # 检查能否水平分割
    def check(a):
        s = 0
        for i in range(len(a) - 1):  # 最后一行无需遍历
            for x in a[i]:
                s += x
            if s * 2 == total:
                return True
        return False
    
    # 水平分割 or 垂直分割
    return check(grid) or check(rotate(grid))

# 顺时针旋转矩阵 90°
def rotate(a):
    m, n = len(a), len(a[0])
    b = [[0] * m for _ in range(n)]
    for i in range(m):
        for j in range(n):
            b[j][m - 1 - i] = a[i][j]
    return b

if __name__ == "__main__":
    grid = [[1, 4], [2, 3]]
    result = canPartitionGrid(grid)
    print(result)

在这里插入图片描述

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