从数组中删除最小和缝


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接缝雕刻算法或更复杂的版本用于在各种图形程序和库中调整内容感知图像的大小。高尔夫吧!

您的输入将是一个矩形的二维整数数组。

您的输出将是相同的数组,窄一列,并且从每一行中删除一个条目,这些条目代表从上到下的路径,且所有路径的总和最低。

缝雕刻图 https://zh.wikipedia.org/wiki/Seam_carving

在上图中,每个单元格的值都以红色显示。黑色数字是一个单元格值和其上方三个单元格之一中最低的黑色数字(由绿色箭头指向)的总和。突出显示的白色路径是两条最低的总和路径,总和均为5(1 + 2 + 2和2 + 2 + 1)。

如果有两条路径的总和最低,则删除哪一条都没有关系。

输入应来自标准输入或作为功能参数。可以用方便选择的语言(包括方括号和/或定界符)进行格式化。请在您的答案中指定期望输入的方式。

输出应该以明确定界的格式输出到stdout,或者作为函数的返回值使用您的语言,相当于2d数组(其中可能包括嵌套列表等)。

例子:

Input:
1 4 3 5 2
3 2 5 2 3
5 2 4 2 1
Output:
4 3 5 2      1 4 3 5
3 5 2 3  or  3 2 5 3
5 4 2 1      5 2 4 2

Input:
1 2 3 4 5
Output:
2 3 4 5

Input:
1
2
3
Output:
(empty, null, a sentinel non-array value, a 0x3 array, or similar)

编辑:数字将全部为非负数,并且每个可能的接缝都将具有一个有符号32位整数适合的总和。


在示例中,所有单元格值都是一位数字。可以保证吗?如果不是,是否可以对值的大小/范围进行其他假设?例如,总和是否适合16/32位值?或至少所有值都是正值?
Reto Koradi 2015年

@RetoKoradi编辑了范围的详细信息
Sparr,

Answers:


5

CJam,51 44字节

{_z,1$,m*{_1>.-W<2f/0-!},{1$.=:+}$0=.{WtW-}}

这是一个匿名函数,该函数从堆栈中弹出2D数组,然后将其推入其中。

CJam解释器中在线尝试测试用例。1个

理念

这种方法会迭代所有可能的行元素组合,过滤出不符合接缝的元素,按相应的总和排序,选择最小值,然后从数组中删除相应的元素。2

_z,   e# Get the length of the transposed array. Pushes the number of columns (m).
1$,   e# Get the length of the array itself. Pushes the number of rows (n).
m*    e# Cartesian power. Pushes the array of all n-tuples with elements in [0 ... m-1].
{     e# Filter:
  _1> e#     Push a copy of the tuple with first element removed.
  .-  e#     Vectorized difference.
  W<  e#     Discard last element.
  2f/ e#     Divide all by 2.
  0-  e#     Remove 0 from the results.
  !   e#     Push 1 if the remainder is empty and 0 otherwise.
},    e#     Keep only tuples which pushed a 1.

      e# The filtered array now contains only tuples that encode valid paths of indexes.

{     e# Sort by:
  1$  e#     Copy the input array.
  .=  e#     Retrieve the element of each row that corresponds to the index in the tuple.
  :+  e#     Add all elements.
}$    e#
0=    e# Retrieve the tuple of indexes with minimum sum.
.{    e# For each row in the array and the corresponding index in the tuple:
  Wt  e#     Replace the element at that index with -1.
  W-  e#     Remove -1 from the row.
}

1 请注意,CJam无法区分空数组和空字符串,因为字符串只是其元素为字符的数组。因此,空数组和空字符串的字符串表示形式都是""

2 虽然对于n×m矩阵,在Wikipedia页面上显示的算法的时间复杂度应为O(nm),但该算法的时间复杂度至少应为O(m n


{2ew::m2f/0-!},
Optimizer

可悲的是,这对于第二个测试用例是行不通的。我已经在两周前提交了一份错误报告
丹尼斯

5

Haskell,187个字节

l=length
f a@(b:c)=snd$maximum$(zip=<<map(sum.concat))$map(zipWith((uncurry((.drop 1).(++)).).flip splitAt)a)$iterate((\e@(f:_)->[f-1:e,f:e,min(f+1)(l b-1):e])=<<)[[y]|y<-[0..l b-1]]!!l c

用法示例:

*Main> f [[1,4,3,5,2],[3,2,5,2,3],[5,2,4,2,1]]
[[4,3,5,2],[3,5,2,3],[5,4,2,1]]

*Main> f [[1],[2],[3]]
[[],[],[]]

*Main> f [[1,2,3,4,5]]
[[2,3,4,5]]

简短版本的工作方式:针对每个路径构建所有路径的列表(1):删除相应的元素(2)并对所有剩余元素(3)求和。取最大和(4)的矩形。

较长版本:

Input parameters, assigned via pattern matching:
a = whole input, e.g. [[1,2,4],[2,5,6],[3,1,6]]
b = first line, e.g. [1,2,4]
c = all lines, except first, e.g. [[2,5,6],[3,1,6]]

Step (1), build all paths:

iterate((\e@(f:_)->[f-1:e,f:e,min(f+1)(l b-1):e])=<<)[[y]|y<-[0..l b-1]]!!l c

     [[y]|y<-[0..l b-1]]           # build a list of single element lists
                                   # for all numbers from 0 to length b - 1
                                   # e.g. [[0],[1],[2]] for a 3 column input.
                                   # These are all possible start points

     \e@(f:_)->[f-1:e,f:e,min(f+1)(l b-1):e]
                                   # expand a list of paths by replacing each
                                   # path with 3 new paths (up-left, up, up-right)

     (...)=<<                      # flatten the list of 3-new-path lists into
                                   # a single list

     iterate (...) [...] !! l c    # repeatedly apply the expand function to
                                   # the start list, all in all (length c) times.


Step (2), remove elements

map(zipWith((uncurry((.drop 1).(++)).).flip splitAt)a)

     (uncurry((.drop 1).(++)).).flip splitAt
                                   # point-free version of a function that removes
                                   # an element at index i from a list by
                                   # splitting it at index i, and joining the
                                   # first part with the tail of the second part

      map (zipWith (...) a) $ ...  # per path: zip the input list and the path with
                                   # the remove-at-index function. Now we have a list
                                   # of rectangles, each with a path removed

Step (3), sum remaining elements

zip=<<map(sum.concat)             # per rectangle: build a pair (s, rectangle)
                                  # where s is the sum of all elements


Step (4), take maximum

snd$maximum                      # find maximum and remove the sum part from the
                                 # pair, again.

3

IDL 8.3,307字节

恩,我敢肯定这不会赢,因为它很长,但这是一个简单的解决方案:

pro s,a
z=size(a,/d)
if z[0]lt 2then return
e=a
d=a*0
u=max(a)+1
for i=0,z[1]-2 do begin
e[*,i+1]+=min([[u,e[0:-2,i]],[e[*,i]],[e[1:*,i],u]],l,d=2)
d[*,i]=l/z[0]-1
endfor
v=min(e[*,-1],l)
r=intarr(z[1])+l
for i=z[1]-2,0,-1 do r[0:i]+=d[r[i+1],i]
r+=[0:z[1]-1]*z[0]
remove,r,a
print,reform(a,z[0]-1,z[1])
end

取消高尔夫:

pro seam, array
  z=size(array, /dimensions)
  if z[0] lt 2 then return
  energy = array
  ind = array * 0
  null = max(array) + 1
  for i=0, z[1]-2 do begin
    energy[*, i+1] += min([[null, energy[0:-2,i]], [energy[*,i]], [energy[1:*,i], null]], loc ,dimension=2)
    ind[*, i] = loc / z[0] - 1
  endfor
  void = min(energy[*,-1], loc)
  rem = intarr(z[1]) + loc
  for i=z[1]-2, 0, -1 do rem[0:i] += ind[rem[i+1], i]
  rem += [0:z[1]-1]*z[0]
  remove, rem, array
  print, reform(array, z[0]-1, z[1])
end

我们迭代创建能量数组并跟踪接缝的前进方向,然后在知道最终位置后构造移除清单。通过1D索引删除接缝,然后重新设置为具有新尺寸的阵列。


3
哦,天哪。。。我想我还是再次看到IDL。我以为毕业后就看到了……
凯尔·卡诺斯

话虽这么说,我怀疑这也适用于GDL,这样不愿意为单用户许可证支付10亿美元的人可以测试它吗?
凯尔·卡诺斯

我从未使用过GDL,所以我不能说(老实说我忘记了它的存在)。唯一可能引起问题的是,如果GDL无法处理语法的数组创建[0:n];如果这是真的,那么它很容易更换r+=[0:z[1]-1]*z[0]r+=indgen(z[1]-1)*z[0]
sirpercival,2015年

另外,虽然我宁愿在自己的高尔夫球上使用python,但没有其他人做过IDL,所以我觉得有义务贡献XD。另外,它在某些方面做得很好。
sirpercival,2015年

3
我确实让我畏缩/哭泣;)
凯尔·卡诺斯

3

的JavaScript(ES6)197 209 215

逐步执行Wikipedia算法。

大概可以缩短更多时间。

测试在Firefox中运行该代码段。

// Golfed

F=a=>(u=>{for(r=[i=p.indexOf(Math.min(...p))];l--;i=u[l][i])(r[l]=[...a[l]]).splice(i,1)})
(a.map(r=>[r.map((v,i)=>(q[i]=v+~~p[j=p[i+1]<p[j=p[i-1]<p[i]?i-1:i]?i+1:j],j),q=[++l]),p=q][0],p=[l=0]))||r

// LESS GOLFED

U=a=>{
  p = []; // prev row
  u = a.map( r => { // in u the elaboration result, row by row
      q=[];
      t = r.map((v,i) => { // build a row for u from a row in a
        j = p[i-1] < p[i] ? i-1 : i; // find position of min in previous row
        j = p[i+1] < p[j] ? i+1 : j;
        q[i] = v + ~~p[j]; // values for current row
        // ~~ convert to number, as at first row all element in p are 'undefined'
        return j;//  position in u, row by row
      });
      p = q; // current row becomes previous row 
      return t;
  });
  n = Math.min(...p) // minimum value in the last row
  i = p.indexOf(n); // position of minimum (first if there are more than one present)
  r = []; // result      
  // scan u bottom to up to find the element to remove in the output row
  for(j = u.length; j--;)
  {
    r[j] = a[j].slice(); // copy row to output
    r[j].splice(i,1); // remove element
    i = u[j][i]; // position for next row
  }
  return r;
}

// TEST        
out=x=>O.innerHTML += x + '\n';        

test=[
  [[1,4,3,5,2],[3,2,5,2,3],[5,2,4,2,1]],
  [[1,2,3,4,5]],
  [[1],[2],[3],[4]]
];  

test.forEach(t=>{
  out('Test data:\n' + t.map(v=>'['+v+']').join('\n'));
  r=F(t);
  out('Golfed version:\n' + r.map(v=>'['+v+']').join('\n'))      
  r=U(t);
  out('Ungolfed version:\n' + r.map(v=>'['+v+']').join('\n'))
})  
<pre id=O></pre>


1

点,91个字节

这不会赢得任何奖品,但是我在其中工作很有趣。空格仅出于装饰性原因,不包括在字节数中。

{
 p:{(zaj-1+,3RMv)}
 z:a
 w:,#(a0)
 Fi,#a
  Fjw
   Ii
    z@i@j+:MN(pi-1)
 s:z@i
 Ti<0{
  j:s@?MNs
  a@i@:wRMj
  s:(p--i)
 }
 a
}

这段代码定义了一个匿名函数,其参数和返回值是嵌套列表。它实现了Wikipedia页面上的算法:(a参数)是红色数字,z是黑色数字。

这是带有测试工具的版本:

f:{p:{(zaj-1+,3RMv)}z:aw:,#(a0)Fi,#aFjwIiz@i@j+:MN(pi-1)s:z@iTi<0{j:s@?MNsa@i@:wRMjs:(p--i)}a}
d:[
 [[1 4 3 5 2]
  [3 2 5 2 3]
  [5 2 4 2 1]]
 [[1 2 3 4 5]]
 [[1]
  [2]
  [3]]
 ]
Fld
 P(fl)

结果:

C:\> pip.py minSumSeam.pip -p
[[4;3;5;2];[3;5;2;3];[5;4;2;1]]
[[2;3;4;5]]
[[];[];[]]

这是Python 3中的大致等效语言。如果有人想更好地解释Pip代码,请在注释中提问。

def f(a):
    z = [row.copy() for row in a]
    w = range(len(a[0]))

    for i in range(len(a)):
        for j in w:
            if i:
                z[i][j] += min(z[i-1][max(j-1,0):j+2])
    s = z[i]
    while i >= 0:
        j = s.index(min(s))
        del a[i][j]
        i -= 1
        s = z[i][max(j-1,0):j+2]
    return a
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