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
apcipot_rain21 分钟前
C++转Java日记(06)
java·开发语言
脚本自动化开发3 小时前
柔光屏平板怎么选?华为 MatePad Air Z 柔光版学
后端
程序猿DD4 小时前
OctaFuse 2.19.0:重做管理后台界面与交互,模型目录同步更新
后端
金銀銅鐵5 小时前
带您看懂字节码指令(一):一帧里有什么
java·后端·ai编程
专注仿真6 小时前
知识问答模型用到的算法集详解及代码实例
python·算法·代码·大模型训练·控制算法
码事漫谈6 小时前
Agent 测评是什么?大白话讲一讲
后端
皮皮林5517 小时前
在 IDEA 里斗个地主不过分吧!
后端
nice_lcj5207 小时前
【从零理解 Spring AI · 14】RAG 的四个环节:加载、切分、向量化、检索
java·spring boot·embedding·向量数据库·rag·spring ai·ai应用开发
罗西的思考7 小时前
【轻量化复刻大模型 / KIMI K3】AttnRes 模块交互式演示
人工智能·算法·机器学习
SomeOtherTime7 小时前
Rust所有权(AI回答)
开发语言·后端·rust