二维差分

https://www.cnblogs.com/Rogerliu/p/18669587

/*
    视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1ga4y1F7Mj?t=3.1    概念理论讲解
    视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1ga4y1F7Mj?t=851.3  开始通过例题讲解，题目参考同名图片名：二维差分.png
    二维差分的实际例题，差分演化
    数据输入样例：
    3 4 3
    1 2 2 1
    3 2 2 1
    1 1 1 1
    1 1 2 2 1
    1 3 2 3 2
    3 1 3 4 1


    3 4 3       规模：三行四列，经过三次操作
    1 2 2 1
    3 2 2 1
    1 1 1 1     三行四列的数组
    1 1 2 2 1   针对x1,y1到x2,y2之间增加一个c，这里就是针对(1,1)到(2,2)之间增加1的意思
    1 3 2 3 2
    3 1 3 4 1

*/

#include <iostream>
using namespace std;
/*
    1e3 是一个科学计数法表示的浮点数，等于 1 * 10^3，也就是 1000.0
    由于 1e3 是浮点数，而 10 是整数，C++会进行隐式类型转换，
    将 10 转换为浮点数 10.0，然后再进行加法运算。
    由于 N 是 int 类型，而 1e3 + 10 是浮点数类型，C++会进行隐式类型转换，
    将 1010.0 转换为整数 1010，然后将其存储在 N 中
*/
//const int N = 1e3 + 10;
const int N = 10;
int n, m, q;
int a[N][N], b[N][N];

void insert(int x1, int y1, int x2, int y2, int c) {
    // 差分数组为什么用下面的公式就可以计算出来，可以参考如下视频：
    // https://www.bilibili.com/video/BV1Et421L7AY?t=1275.5
    b[x1][y1] += c;                    
    b[x1][y2 + 1] -= c;
    b[x2 + 1][y1] -= c;
    b[x2 + 1][y2 + 1] += c;
}

int main() {
    cin >> n >> m >> q;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            cin >> a[i][j];              //  输入原始数组数据
            /*
             初始化上述数组a的同时就可以开始进行下面差分数组b的初始化了，
             由于a和b初始化数据都是0，因此，原始数组a的差分数组初始化的时候就是b数组，
            上述输入a[i][j]的值以后，就相当于对a[i][j]进行增量操作，这种增量操作
            可以通过差分数组b来完成，也就是相当于对区域 b(i,j)到b(i,j)同时增加一个 a[i][j]
            下面调用insert方法时，需要在原始数组里更新的起止两个单元格的坐标一样，也就是x1=x2,y1=y2，
            就相当于对本单元格进行批量更新操作，那么insert方法按照差分数组此时的修改规则来修改四个单元格里的值了
            这里的理解重点是：1. 初始化时，由于所有元素都是0，b数组就已经是a数组的差分数组了；
            2. a数组每个单元格进行手工输入初始化时(上述cin >> a[i][j])，就相当于对每个单元格进行更新操作；
            3. insert方法就是按照差分数组的更新公式对四个单元格进行更新。
            */
            insert(i, j, i, j, a[i][j]);
        }
    cout<<endl;
    // 上述初始化原数组a的同时，也初始化了差分数组b，差分数组b是怎么计算出来的，可以参考如下视频：
    // https://www.bilibili.com/video/BV1Et421L7AY?t=1275.5
    cout<<"差分数组为："<<endl;   // 显示差分数组
    for (int i = 1; i <= n; i++){
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            cout<<b[i][j]<<" ";
        }
        cout<<endl;
        
    }
    cout<<endl;
    
    while (q--) {
        int x1, y1, x2, y2, c;
        cin >> x1 >> y1 >> x2 >> y2 >> c;
        insert(x1, y1, x2, y2, c);
    }

    cout << endl;

    cout << "最后还原的数组为：" << endl;
    // 由二维差分数组可以还原出a数组
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
//
            /*
            得到整个更新之后的差分数组b后，下面开始求这个差分数组的前缀和，就能得到更新后的原始数组a
            S[i][j] = S[i][j - 1] + S[i - 1][j] - S[i - 1][j - 1] + a[i][j]  这个前缀和公式是已经理解了的，
            那么对差分数组求前缀和，就直接可以套用上面的这个公式，
            重点理解：别看下面的数组是差分数组b，如果按照这个前缀和的公式进行套用，那么每个单元格求前缀和后
            就是更新后的原始数组了。下面这个公式是在一个循环里面的，而且也和前缀和的公式一模一样，
            赋值语句右边的b[i][j]是求前缀和之前的元素，左边的b[i][j]是最终的前缀和，由于是在循环里面，
            b[i][j - 1] + b[i - 1][j] - b[i - 1][j - 1] 这几个元素其实就是前面循环已经计算好了的前缀和，
            只是用的是b这个差分数组名称，容易弄混。实质上跟上述的前缀和数组
            S[i][j - 1] + S[i - 1][j] - S[i - 1][j - 1] 这几个元素是一样的意思。
            */
            b[i][j] = b[i][j - 1] + b[i - 1][j] - b[i - 1][j - 1] + b[i][j];
            cout << b[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    return 0;
}