搜索二维矩阵[中等]

一、题目

给你一个满足下述两条属性的m x n整数矩阵:

【1】每行中的整数从左到右按非严格递增顺序排列。

【2】每行的第一个整数大于前一行的最后一个整数。

给你一个整数target,如果target在矩阵中,返回true;否则,返回false。

示例 1:

输入: matrix = [[1,3,5,7],[10,11,16,20],[23,30,34,60]], target = 3
输出: true

示例 2:

输入: matrix = [[1,3,5,7],[10,11,16,20],[23,30,34,60]], target = 13
输出: false

m == matrix.length
n == matrix[i].length
1 <= m, n <= 100
-104 <= matrix[i][j], target <= 104

二、代码

【1】两次二分查找: 由于每行的第一个元素大于前一行的最后一个元素,且每行元素是升序的,所以每行的第一个元素大于前一行的第一个元素,因此矩阵第一列的元素是升序的。

我们可以对矩阵的第一列的元素二分查找,找到最后一个不大于目标值的元素,然后在该元素所在行中二分查找目标值是否存在。

java 复制代码
class Solution {
    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        int m = matrix.length, n = matrix[0].length;
        int low = 0, high = m * n - 1;
        while (low <= high) {
            int mid = (high - low) / 2 + low;
            int x = matrix[mid / n][mid % n];
            if (x < target) {
                low = mid + 1;
            } else if (x > target) {
                high = mid - 1;
            } else {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

时间复杂度: O(log ⁡m+log ⁡n)=O(log ⁡mn),其中m和n分别是矩阵的行数和列数。
空间复杂度: O(1)。

【2】一次二分查找: 若将矩阵每一行拼接在上一行的末尾,则会得到一个升序数组,我们可以在该数组上二分找到目标元素。代码实现时,可以二分升序数组的下标,将其映射到原矩阵的行和列上。

java 复制代码
class Solution {
    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        int m = matrix.length, n = matrix[0].length;
        int low = 0, high = m * n - 1;
        while (low <= high) {
            int mid = (high - low) / 2 + low;
            int x = matrix[mid / n][mid % n];
            if (x < target) {
                low = mid + 1;
            } else if (x > target) {
                high = mid - 1;
            } else {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

时间复杂度: O(log⁡mn),其中m和n分别是矩阵的行数和列数。
空间复杂度: O(1)。

两种方法殊途同归,都利用了二分查找,在二维矩阵上寻找目标值。值得注意的是,若二维数组中的一维数组的元素个数不一,方法二将会失效,而方法一则能正确处理。

相关推荐
迅猛龙办公室几秒前
Python实现斐波那契数列
算法
淡海水2 分钟前
02-01-原理篇-Mark-Sweep与变种算法
算法·unity·c#·游戏引擎·.net·gc
Navigator_Z4 分钟前
LeetCode //C - 1276. Number of Burgers with No Waste of Ingredients
c语言·算法·leetcode
阿钱真强道7 分钟前
30 嵌入式操作系统 | 上位机界面:Flask 网页显示 + 控制闭环
后端·python·flask
小狼1545411 分钟前
拼多多订单数据导出 CSV 实战:接口分页、字段平铺与 5 个数据坑,多多开票助手
java·前端·javascript
Joe_Wang515 分钟前
【从0到1学习JVM · 25】同样都要停顿所有线程,Parallel比Serial到底强在哪
java·jvm·学习·垃圾回收
wuminyu16 分钟前
JVM虚拟线程的底层实现原理分析
java·linux·c语言·jvm·c++
keyipatience17 分钟前
跳表详细解析
开发语言·数据结构·c++·算法·跳表
念何架构之路35 分钟前
go-grpc服务端调用
开发语言·后端·golang
小小、码农38 分钟前
〖Linux文件系统〗:彻底打通文件 IO 全链路
linux·开发语言·数据结构·c++·系统