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mn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mn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
RickeyBoy15 分钟前
SwiftUI 如何实现 Infinite Scroll?
ios·面试
xiaoye370820 分钟前
Java 自动装箱 / 拆箱 原理详解
java·开发语言
YDS8292 小时前
黑马点评 —— 分布式锁详解加源码剖析
java·spring boot·redis·分布式
KD2 小时前
阿里云服务迁移实战(二)——网关迁移与前后端分离配置
后端
迷藏4942 小时前
**发散创新:基于 Rust的开源权限管理系统设计与实战**在现代软件架构中,**权限控制**早已不
java·开发语言·rust·开源
升鲜宝供应链及收银系统源代码服务2 小时前
《IntelliJ + Claude Code + Gemini + ChatGPT 实战配置手册升鲜宝》
java·前端·数据库·chatgpt·供应链系统·生鲜配送
daidaidaiyu3 小时前
Nacos实例一则及其源码环境搭建
java·spring
lvxiangyu113 小时前
MPPI 算法证明重构:基于无穷维泛函变分与 KL 散度的构造性推导
算法·重构·最优控制·随机最优控制
2301_818419013 小时前
C++中的解释器模式变体
开发语言·c++·算法
小江的记录本3 小时前
【Redis】Redis全方位知识体系(附《Redis常用命令速查表(完整版)》)
java·数据库·redis·后端·python·spring·缓存