另一个矩阵内的矩阵

Question

我应该使用什么方法来编写一个函数来检查一个矩阵是否包含在另一个矩阵中？ 例如：

     matrix A           matrix B
  1   2.  3.  4   5      2  3
  6   7.   8.  9   10    7  8
  11  12. 13. 14  15     12 13
  16  17  18  19  20

我添加了点来指出矩阵 A 中的矩阵 B。

到目前为止我已经写了这个：

#include <stdio.h>

int matrica_sadrzana(int* m1, int v1, int s1, int* m2, int v2, int s2){

    /* What needs to go here? */
    return 0;
}

int main() {
    int i,j,v1,v2,s1,s2,sadrzana;
    int matricaA[100][100],matricaB[100][100];
    printf("Unesite visinu i sirinu matrice A: ");
    scanf("%d %d",&v1,&s1);
    printf("Unesite visinu i sirinu matrice B: ");
    scanf("%d %d",&v2,&s2);
    for(i=0; i<v1; i++){
        for(j=0; j<s1; j++){
            scanf("%d",&matricaA[i][j]);

        }
    }
    for(i=0; i<v2; i++){
        for(j=0; j<s2; j++){
            scanf("%d",&matricaB[i][j]);

        }
    }
    sadrzana=matrica_sadrzana(matricaA,v1,s1,matricaB,v2,s2);

    return 0;
}

Answer 1

您可以创建一个 findNum() 函数，该函数返回一个布尔值 true 或 false，并接受行大小、col 大小、二维数组（第二维由传入的 col 大小指定）和一个数字你想检查一下。因此，在您的情况下，您可以遍历 Matrix A，为 Matrix A 中的每个元素调用 findNum() 以检查 Matrix B 是否包含它。 findNum() 将在第一次遇到它正在检查的数字时返回 true。如果数字不在那里，那么它将返回 false。

例如：

_Bool findNum(int row, int col, int arr2d[][col], int chk) {
    for(int i = 0; i < row; ++i) {
        for(int j = 0; j < col; ++j) {
            if(arr2d[i][j] == chk)
                return 1;
        }
    }

    return 0;
}

使用它（这应该打印“匹配！”三次，因为 0 包含在 arr2d2 但 5 不是）：

int arr2d1[2][2] = {0};
int arr2d2[2][3] = {0};

/* Change a value in arr2d1 so they're not identical */
arr2d1[0][0] = 5;

/* Element we're sending to findNum() */
int element = 0;

/* Traverse through arr2d1 */
for(int i = 0; i < 2; ++i) {
    for(int j = 0; j < 2; ++j) {
        element = arr2d1[i][j];
        /* Check if the current element is contained
         * in arr2d2; do whatever if so */
        if(findNum(2, 3, arr2d2, element)) {
            printf("Match!\n");
        }
    }
}

Answer 2

您可以使用固定长度数组或可变长度数组来做到这一点。

定长数组

您从固定长度的数组开始，所以第一个程序跟随您的脚步。您必须在传递数组时指定数组的第二维——否则，代码将访问错误的数据。您的编译器应该一直在抱怨对您的函数的调用。我使用初始化数据而不是从标准输入中读取。输入代码被注释掉（并且未经测试）。

#include <stdio.h>

static int matrica_subset(int m1[][100], int r1, int c1, int m2[][100], int r2, int c2)
{
    for (int m = 0; m < r2; m++)
    {
        for (int n = 0; n < c2; n++)
        {
            printf("ss: m1[%d][%d] = %d; m2[%d][%d] = %d\n", r1+m, c1+n, m1[r1+m][c1+n], m, n, m2[m][n]);
            if (m1[r1+m][c1+n] != m2[m][n])
                return 0;
        }
    }
    return 1;
}

static int matrica_sadrzana(int m1[][100], int r1, int c1, int m2[][100], int r2, int c2)
{
    if (c1 < c2 || r1 < r2)
        return 0;
    int c_max = c1 - c2 + 1;
    int r_max = r1 - r2 + 1;
    for (int r = 0; r < r_max; r++)
    {
        for (int c = 0; c < c_max; c++)
        {
            printf("sa: m1[%d][%d] = %d; m2[0][0] = %d\n", r, c, m1[r][c], m2[0][0]);
            if (m1[r][c] == m2[0][0])
            {
                if (matrica_subset(m1, r, c, m2, r2, c2) != 0)
                {
                    printf("match at m1[%d][%d]\n", r, c);
                    return 1;
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

int main(void)
{
    int sadrzana, c1 = 5, c2 = 2, r1 = 4, r2 = 3;
    int matricaA[100][100] =
    {
        {   1,   2,   3,   4,   5, },
        {   6,   7,   8,   9,  10, },
        {  11,  12,  13,  14,  15, },
        {  16,  17,  18,  19,  20, },
    };
    int matricaB[100][100] =
    {
        {   2,   3, },
        {   7,   8, },
        {  12,  13, },
    };

    //printf("rows and columns for matrix A: ");
    //scanf("%d %d", &r1, &c1);
    //printf("rows and columns for matrix B: ");
    //scanf("%d %d", &r2, &c2);
    //printf("data for matrix A:\n");
    //for (int i = 0; i < r1; i++)
    //{
    //    for (int j = 0; j < c1; j++)
    //    {
    //        scanf("%d", &matricaA[i][j]);
    //    }
    //}
    //printf("data for matrix B:\n");
    //for (int i = 0; i < r2; i++)
    //{
    //    for (int j = 0; j < c2; j++)
    //    {
    //        scanf("%d", &matricaB[i][j]);
    //    }
    //}

    sadrzana = matrica_sadrzana(matricaA, r1, c1, matricaB, r2, c2);
    printf("sadrzana: %d\n", sadrzana);

    return 0;
}

matrica_subset() 函数从 m1 行开始查找 r1 列 c1 以匹配大小为 r2 活动行和 c2 活动列的 m2 main() 中定义的 100x100 矩阵。

matrica_sadrzana() 协调搜索，检查m2 的左上角是否与m1 中的当前位置匹配，并在匹配时使用matrica_subset() 函数继续搜索。

样本输出：

sa: m1[0][0] = 1; m2[0][0] = 2
sa: m1[0][1] = 2; m2[0][0] = 2
ss: m1[0][1] = 2; m2[0][0] = 2
ss: m1[0][2] = 3; m2[0][1] = 3
ss: m1[1][1] = 7; m2[1][0] = 7
ss: m1[1][2] = 8; m2[1][1] = 8
ss: m1[2][1] = 12; m2[2][0] = 12
ss: m1[2][2] = 19; m2[2][1] = 13
sa: m1[0][2] = 3; m2[0][0] = 2
sa: m1[0][3] = 4; m2[0][0] = 2
sa: m1[1][0] = 6; m2[0][0] = 2
sa: m1[1][1] = 7; m2[0][0] = 2
sa: m1[1][2] = 8; m2[0][0] = 2
sa: m1[1][3] = 9; m2[0][0] = 2
sadrzana: 0

变长数组

使用可变长度数组的替代方法需要matrica_subset() 函数的额外参数来指定数组的实际大小（r1 和c1）以及数组中的搜索位置（r0 和@987654339 @)。

#include <stdio.h>

static void dump_matrix(const char *tag, int r, int c, int m[r][c])
{
    printf("%s (%dx%d):\n", tag, r, c);
    for (int i = 0; i < r; i++)
    {
        for (int j = 0; j < c; j++)
            printf(" %3d", m[i][j]);
        putchar('\n');
    }
}

static int matrica_subset(int r1, int c1, int m1[r1][c1], int r0, int c0, int r2, int c2, int m2[r2][c2])
{
    for (int m = 0; m < r2; m++)
    {
        for (int n = 0; n < c2; n++)
        {
            printf("ss: m1[%d][%d] = %d; m2[%d][%d] = %d\n", r0+m, c0+n, m1[r0+m][c0+n], m, n, m2[m][n]);
            if (m1[r0+m][c0+n] != m2[m][n])
                return 0;
        }
    }
    return 1;
}

static int matrica_sadrzana(int r1, int c1, int m1[r1][c1], int r2, int c2, int m2[r2][c2])
{
    if (c1 < c2 || r1 < r2)
        return 0;
    int c_max = c1 - c2 + 1;
    int r_max = r1 - r2 + 1;
    for (int r = 0; r < r_max; r++)
    {
        for (int c = 0; c < c_max; c++)
        {
            printf("sa: m1[%d][%d] = %d; m2[0][0] = %d\n", r, c, m1[r][c], m2[0][0]);
            if (m1[r][c] == m2[0][0])
            {
                if (matrica_subset(r1, c1, m1, r, c, r2, c2, m2) != 0)
                {
                    printf("match at m1[%d][%d]\n", r, c);
                    return 1;
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

int main(void)
{
    int sadrzana, c1 = 5, c2 = 2, r1 = 4, r2 = 3;
    int matricaA[4][5] =
    {
        {   1,   2,   3,   4,   5, },
        {   6,   7,   8,   9,  10, },
        {  11,  12,  13,  14,  15, },
        {  16,  17,  18,  19,  20, },
    };
    int matricaB[3][2] =
    {
        {   2,   3, },
        {   7,   8, },
        {  12,  13, },
    };

    //printf("rows and columns for matrix A: ");
    //scanf("%d %d", &r1, &c1);
    //printf("rows and columns for matrix B: ");
    //scanf("%d %d", &r2, &c2);
    //printf("data for matrix A:\n");
    //for (int i = 0; i < r1; i++)
    //{
    //    for (int j = 0; j < c1; j++)
    //    {
    //        scanf("%d", &matricaA[i][j]);
    //    }
    //}
    //printf("data for matrix B:\n");
    //for (int i = 0; i < r2; i++)
    //{
    //    for (int j = 0; j < c2; j++)
    //    {
    //        scanf("%d", &matricaB[i][j]);
    //    }
    //}
    dump_matrix("Matrix A", r1, c1, matricaA);
    dump_matrix("Matrix B", r2, c2, matricaB);

    sadrzana = matrica_sadrzana(r1, c1, matricaA, r2, c2, matricaB);
    printf("sadrzana: %d\n", sadrzana);

    return 0;
}

样本输出：

Matrix A (4x5):
   1   2   3   4   5
   6   7   8   9  10
  11  12  13  14  15
  16  17  18  19  20
Matrix B (3x2):
   2   3
   7   8
  12  13
sa: m1[0][0] = 1; m2[0][0] = 2
sa: m1[0][1] = 2; m2[0][0] = 2
ss: m1[0][1] = 2; m2[0][0] = 2
ss: m1[0][2] = 3; m2[0][1] = 3
ss: m1[1][1] = 7; m2[1][0] = 7
ss: m1[1][2] = 8; m2[1][1] = 8
ss: m1[2][1] = 12; m2[2][0] = 12
ss: m1[2][2] = 13; m2[2][1] = 13
match at m1[0][1]
sadrzana: 1

惊喜，惊喜——它返回相同的结果。搜索功能适用于可变长度数组；数据仍然存储在固定大小的数组中（因为您不能对 VLA 使用初始化程序），但大小比原始代码中的要小得多。

VLA 代码还会转储输入矩阵； FLA 代码没有。将转储代码添加到第一个程序中是相当容易的，但打印功能并不那么通用。可以安排转储 RxC 矩阵的 NxM 子段；这对代码来说有点繁琐，但非常通用，可以在两个程序中使用——但 VLA 程序会简单地设置 N 和 R 相等，M 和 C 相等。