M3567.子矩阵的最小绝对差
brute force, https://leetcode.cn/problems/minimum-absolute-difference-in-sliding-submatrix/
给你一个 m x n 的整数矩阵 grid 和一个整数 k。
对于矩阵 grid 中的每个连续的 k x k 子矩阵,计算其中任意两个 不同值 之间的 最小绝对差 。
返回一个大小为 (m - k + 1) x (n - k + 1) 的二维数组 ans,其中 ans[i][j] 表示以 grid 中坐标 (i, j) 为左上角的子矩阵的最小绝对差。
注意:如果子矩阵中的所有元素都相同,则答案为 0。
子矩阵 (x1, y1, x2, y2) 是一个由选择矩阵中所有满足 x1 <= x <= x2 且 y1 <= y <= y2 的单元格 matrix[x][y] 组成的矩阵。
示例 1:
输入: grid = [[1,8],[3,-2]], k = 2
输出: [[2]]
解释:
- 只有一个可能的
k x k子矩阵:[[1, 8], [3, -2]]。 - 子矩阵中的不同值为
[1, 8, 3, -2]。 - 子矩阵中的最小绝对差为
|1 - 3| = 2。因此,答案为[[2]]。
示例 2:
输入: grid = [[3,-1]], k = 1
输出: [[0,0]]
解释:
- 每个
k x k子矩阵中只有一个不同的元素。 - 因此,答案为
[[0, 0]]。
示例 3:
输入: grid = [[1,-2,3],[2,3,5]], k = 2
输出: [[1,2]]
解释:
- 有两个可能的 k × k 子矩阵:
- 以 (0, 0) 为起点的子矩阵:[[1, -2], [2, 3]]。
- 子矩阵中的不同值为
[1, -2, 2, 3]。 - 子矩阵中的最小绝对差为
|1 - 2| = 1。
- 子矩阵中的不同值为
- 以 (0, 1) 为起点的子矩阵:[[-2, 3], [3, 5]]。
- 子矩阵中的不同值为
[-2, 3, 5]。 - 子矩阵中的最小绝对差为
|3 - 5| = 2。
- 子矩阵中的不同值为
- 以 (0, 0) 为起点的子矩阵:[[1, -2], [2, 3]]。
- 因此,答案为
[[1, 2]]。
提示:
1 <= m == grid.length <= 301 <= n == grid[i].length <= 30-105 <= grid[i][j] <= 10^51 <= k <= min(m, n)
遍历每一个 k x k 子矩阵,并为每个子矩阵计算不同元素之间的最小绝对差:
python
from typing import List
class Solution:
def minAbsDiff(self, grid: List[List[int]], k: int) -> List[List[int]]:
m, n = len(grid), len(grid[0])
res = []
for i in range(m - k + 1):
row = []
for j in range(n - k + 1):
# 收集 k x k 子矩阵内所有元素
elements = []
for x in range(i, i + k):
for y in range(j, j + k):
elements.append(grid[x][y])
# 去重并排序
unique_sorted = sorted(set(elements))
# 如果只有一个元素或所有元素相同,最小差为 0
if len(unique_sorted) <= 1:
row.append(0)
else:
# 计算最小绝对差
min_diff = float('inf')
for a in range(1, len(unique_sorted)):
min_diff = min(min_diff, abs(unique_sorted[a] - unique_sorted[a - 1]))
row.append(min_diff)
res.append(row)
return res✅ 解释
- 每个
k x k子矩阵都通过双重循环来提取元素。 - 使用
set去重,sorted排序后,相邻元素之间的差值就是可能的最小差值候选。 - 时间复杂度为:
- 最多
(m - k + 1) * (n - k + 1)次子矩阵处理。 - 每次子矩阵最多处理
k^2个元素,排序为O(k^2 log k)。 - 所以总时间复杂度是
O((m-k+1)(n-k+1) * k^2 log k),在 m, n 最大为 30 时是可以接受的。
- 最多