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
考研保研资料分享5 分钟前
四非会计保研中国矿大(北京):七场考核、候补与择校复盘
面试
汤姆宝库28 分钟前
收官深拆:第一性原理、产业电网与未来推演
大数据·人工智能·算法
划破黑暗的第一缕曙光32 分钟前
[C++]:5.STL:string(2)
java·c++·redis
hhhjhl1 小时前
Undici 跨端三方库仓颉适配全流程
java·开发语言·ubuntu
wangchunyu1141 小时前
JAVA JVM内存结构与运行时数据区
java·开发语言·jvm
魏慕安1 小时前
渲染提速 6 倍:搭建引擎的门控优化实录
性能优化
光锥智能1 小时前
海康机器人举行2026移动机器人新品发布会:箱式存拣升级,「明智」系列发布
java·前端·机器人
行思理2 小时前
Nginx 跨站请求(CORS)配置完全指南:从原理到生产实践
java·前端·nginx
小溪学编程2 小时前
Spring @Bean 与 @Component 注解的区别详解
java·后端·spring
IT_陈寒2 小时前
Python的列表推导式用不好真的会爆内存你知道吗
前端·人工智能·后端