题目大意

给你一个 n×nn\times n 的数组 CCci,j=ai+bjc_{i,j}=a_i+b_j,求 aa 数组与 bb 数组,不保证有解,其中 1n500,1ci,j1091\le n\le 500,1\le c_{i,j}\le 10^9,而且 ai,bia_i,b_i 都是非负整数。

[a1+b1a1+b2a1+bn1a1+bna2+b1a2+b2a2+bn1a2+bnan1+b1an1+b2an1+bn1an1+bnan+b1an+b2an+bn1an+bn]\begin{bmatrix} a_1+b_1&a_1+b_2&\cdots&a_1+b_{n-1}&a_1+b_n\\ a_2+b_1&a_2+b_2&\cdots&a_2+b_{n-1}&a_2+b_n\\ \vdots&\vdots&\vdots&\vdots&\vdots\\ a_{n-1}+b_1&a_{n-1}+b_2&\cdots&a_{n-1}+b_{n-1}&a_{n-1}+b_n\\ a_n+b_1&a_n+b_2&\cdots&a_n+b_{n-1}&a_n+b_n\\ \end{bmatrix}

思路

因为 ci,j=ai+bj,ci,j+1=ai+bj+1c_{i,j}=a_i+b_j,c_{i,j+1}=a_i+b_{j+1}

所以 ci,jci,j+1=ai+bj(ai+bj+1)=ajaj+1c_{i,j}-c_{i,j+1}=a_i+b_j-(a_i+b_{j+1})=a_j-a_{j+1}

将我们一行依次相减,就得到了 bb 的一组关系,其实就是 n1n-1 个等式。

{b1b2=ci,1ci,2bn1bn=ci,n1ci,n\begin{cases} b_1-b_2=c_{i,1}-c_{i,2}\\ \cdots\\ b_{n-1}-b_{n}=c_{i,n-1}-c_{i,n} \end{cases}

显然,对于所有的 i[1,n]i\in [1,n]n1n-1 个等式应该都是满足的。如果不能满足这个条件,那么就是无解的。

因为 ai,bia_i,b_i 都是非负整数,所以我们需要找到一组解使上面的等式全部满足。为了让答案在最后好处理,我们可以先找到一组最小解。

因为上面的方程对于所有的 i[1,n]i\in [1,n] 都满足,所以我们只需要考虑一行就可以了,为了便于讨论,我选取了第 11 行。得到第 ii 行最小的元素 xx,所有 bi=aixb_i=a_i-x,对于 aa 数组也是如此。

因为我们找到的是最小解,所有有可能会出现 ai+bj<ci,ja_i+b_j<c_{i,j} 的情况。因为我们已经得到了 aa 数组之间的关系,那么我们就可以将 aa 数组全部加 11

AC Code

#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
using namespace std;
const int N=505;
int n,c[N][N],a[N],b[N];
signed main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(nullptr);
	cin>>n;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		for(int j=1;j<=n;j++){
			cin>>c[i][j];
		}
	}
	for(int i=1;i<n;i++){
		for(int j=1;j<n;j++){
			if(c[i][j]-c[i][j+1]!=c[i+1][j]-c[i+1][j+1]){
				cout<<"No";
				return 0;
			}
		}
	}
	for(int j=1;j<n;j++){
		for(int i=1;i<n;i++){
			if(c[i][j]-c[i][j+1]!=c[i+1][j]-c[i+1][j+1]){
				cout<<"No";
				return 0;
			}
		}
	}
	int mmin=INT_MAX;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		mmin=min(c[1][i],mmin);
	}
	for(int i=1;i<=n;i++){
		b[i]=c[1][i]-mmin;
	}
	mmin=INT_MAX;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		mmin=min(c[i][1],mmin);
	}
	for(int i=1;i<=n;i++){
		a[i]=c[i][1]-mmin;
	}
	cout<<"Yes\n";
	int add=c[1][1]-a[1]-b[1];
	for(int i=1;i<=n;i++){
		cout<<a[i]<<" ";
	}
	cout<<'\n';
	for(int i=1;i<=n;i++){
		cout<<b[i]+add<<" ";
	}
	return 0;
}