二維陣列中的查詢

2021-10-21 20:11:48 字數 3251 閱讀 9302

在乙個 n * m 的二維陣列中,每一行都按照從左到右遞增的順序排序,每一列都按照從上到下遞增的順序排序。請完成乙個高效的函式,輸入這樣的乙個二維陣列和乙個整數,判斷陣列中是否含有該整數。

示例:

現有矩陣 matrix 如下:

[

[1,   4,  7, 11, 15],

[2,   5,  8, 12, 19],

[3,   6,  9, 16, 22],

[10, 13, 14, 17, 24],

[18, 21, 23, 26, 30]

]

給定 target = 5,返回 true。

給定 target = 20,返回 false。

限制:

0 <= n <= 1000

0 <= m <= 1000

①暴力查詢

如果不考慮二維陣列排好序的特點,則直接遍歷整個二維陣列的每乙個元素,判斷目標值是否在二維陣列中存在。

依次遍歷二維陣列的每一行和每一列。如果找到乙個元素等於目標值,則返回 true。如果遍歷完畢仍未找到等於目標值的元素,則返回 false

lass solution 

int rows = matrix.length, columns = matrix[0].length;

for (int i = 0; i < rows; i++) }}

return false;}}

複雜度分析②線性查詢:線性性查詢也叫順序查詢,這是最基本的一種查詢方法,從給定的值中進行搜尋,從一端開始逐一檢查每個元素,直到找到所需元素的過程。

如果元素個數為 n,那麼線性查詢的平均次數為: n/2。

題解:由於給定的二維陣列具備每行從左到右遞增以及每列從上到下遞增的特點,當訪問到乙個元素時,可以排除陣列中的部分元素。

從二維陣列的右上角開始查詢。如果當前元素等於目標值,則返回 true。如果當前元素大於目標值,則移到左邊一列。如果當前元素小於目標值,則移到下邊一行。

可以證明這種方法不會錯過目標值。如果當前元素大於目標值,說明當前元素的下邊的所有元素都一定大於目標值,因此往下查詢不可能找到目標值,往左查詢可能找到目標值。如果當前元素小於目標值,說明當前元素的左邊的所有元素都一定小於目標值,因此往左查詢不可能找到目標值,往下查詢可能找到目標值。

獲得當前下標位置的元素 num

如果 num 和 target 相等,返回 true

如果 num 大於 target,列下標減 1

如果 num 小於 target,行下標加 1

迴圈體執行完畢仍未找到元素等於 target ,說明不存在這樣的元素,返回 false

class solution 

int rows = matrix.length, columns = matrix[0].length;

int row = 0, column = columns - 1;

while (row < rows && column >= 0) else if (num > target) else

}return false;}}

複雜度分析時間複雜度:o(n+m)。訪問到的下標的行最多增加 n 次,列最多減少 m 次,因此迴圈體最多執行 n + m 次(即當目標元素在最左下角matrix[row][0]時)

空間複雜度:o(1)

③模擬二叉搜尋樹

如下圖所示,我們將矩陣逆時針旋轉 45° ,並將其轉化為圖形式,發現其類似於二叉搜尋樹,即對於每個元素,其左分支元素更小、右分支元素更大。因此,通過從 「根節點」 開始搜尋,遇到比 target 大的元素就向左,反之向右,即可找到目標值 target 。

「根節點」 對應的是矩陣的 「左下角」 和 「右上角」 元素,本文稱之為 標誌數 ,以 matrix 中的 左下角元素 為標誌數 flag ,則有:

演算法流程:

從矩陣 matrix 左下角元素(索引設為 (i, j) )開始遍歷,並與目標值對比:

每輪 i 或 j 移動後,相當於生成了「消去一行(列)的新矩陣」, 索引(i,j) 指向新矩陣的左下角元素(標誌數),因此可重複使用以上性質消去行(列)。

複雜度分析:

時間複雜度o(m+n) :其中,n和 m 分別為矩陣行數和列數,此演算法最多迴圈 m+n次。

空間複雜度o(1): i, j 指標使用常數大小額外空間。

例:(1)

int row = matrix.length; // 獲取行數

int col = matrix[0].length; // 獲取列數

int i = 0 ;

int j = col - 1;

while(i < row && j >= 0 )else if(target > matrix[i][j])else if(target < matrix[i][j])

}

return false;}}

二維陣列中查詢

1.問題描述 在乙個二維陣列中,每一行按照從左到右的遞增順序排序,每一列按照從上到下的遞增的順序排序,請完成這樣乙個函式,輸入這樣的乙個二維陣列和乙個整數,判斷陣列是否含有該整數。來自 劍指offer 2.分析 首先選取陣列中右上角的數字。如果該數字等於要查詢的數字,查詢過程結束 如果該數字大於要查...

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題目描述 在乙個二維陣列中,每一行都按照從左到右遞增的順序排序,每一列都按照從上到下遞增的順序排序。請完成乙個函式,輸入這樣的乙個二維陣列和乙個整數,判斷陣列中是否含有該整數。思路解析 這是一道比較基礎的題,就是找二維陣列中的乙個數。方案一 暴力 function find target,array...