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题面:
编写一个高效的算法来搜索 m
x
n 矩阵matrix
中的一个目标值target
。该矩阵具有以下特性:
- 每行的元素从左到右升序排列。
- 每列的元素从上到下升序排列。
示例 1:
输入:matrix = [[1,4,7,11,15],[2,5,8,12,19],[3,6,9,16,22],[10,13,14,17,24],[18,21,23,26,30]], target = 5 输出:true
示例 2:
输入:matrix = [[1,4,7,11,15],[2,5,8,12,19],[3,6,9,16,22],[10,13,14,17,24],[18,21,23,26,30]], target = 20 输出:false
提示:
m == matrix.length
n == matrix[i].length
1 <= n, m <= 300
-10^9 <= matrix[i][j] <= 10^9
- 每行的所有元素从左到右升序排列
- 每列的所有元素从上到下升序排列
-109 <= target <= 109
解题思路:
可以很容易想到,当数组中选取的数字小于要查找的数字,则根据该题二维数组的排序规则,我们要找的数字可能在当前选取位置的右边或者下边,同理,如果选取的数字大于要查找的数字,那么要查找的数字可能在当前选取位置的左边或者上边。
在以上分析中,由于要查找的数字相对于选取位置有可能在两个区域中出现,并且这两个区域还存在重叠,所以单纯的用这个规律进行搜索似乎是不太可行的,并不能十分有效的提高搜索效率。
我们考虑从右上角开始搜索,如果该数字等于要查找的数字,则结束查找。如果该数字大于要查找的数字,则这一列都不可能符合,所以排除这一列。如果该数字小于要查找的数字,那么按照规律我们应该往右或者往下,但是右边的列是已经被我们排除过的,所以往下,即将当前行也排除掉了。这样每一步都可以缩小查找的范围,直到找到要查找的数字或者查找范围为空。
时间复杂度为O(m+n),m为矩阵行数,n为矩阵列数。
空间复杂度为O(1)。
代码(C):
cpp
bool searchMatrix(int** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize, int target){
int m = matrixSize;
int n = *matrixColSize;
int row = 0;
int col = n - 1;
while (row < m && col >= 0) {
if (matrix[row][col] == target) {
return true;
}
if (matrix[row][col] > target) {
col--;
} else {
row++;
}
}
return false;
}