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
ym hyd 1114 小时前
试题库管理系统源码 Java+SpringBoot+Vue3 前后分离
java·vue.js·spring boot·毕设
唠点键盘之外的4 小时前
15 微调 vs RAG:到底怎么选
人工智能·机器学习·面试·aigc
AC赳赳老秦5 小时前
采集行为合规自检:OpenClaw 自动校验 robots 协议与采集频率,规避违规采集风险
java·开发语言·c++·python·php·deepseek·openclaw
钱栈up5 小时前
mvn compile 卡死在 javac 阶段:一次类型不匹配的排查与修复
java·开发语言
无名猿5 小时前
C++ 查找算法:std::find 与容器成员 find 的性能差距
c++·性能优化·stl·标准库
怕浪猫6 小时前
Prompt Engineering 面试怎么考?这 5 个范式你必须会
面试·程序员·github
吠品6 小时前
CSS图片模糊过渡:一个transition加filter就够
java·数据库·notepad++
朝朝辞暮i7 小时前
C++ 第 21 课:struct —— 把一组相关数据打包在一起
开发语言·c++·算法
步行cgn7 小时前
Spring 全注解开发详解
java·后端·spring
青梅橘子皮7 小时前
Blue---二分算法(二分查找与二分答案)
算法