剑指 Offer 04 二维数组中的查找

题目链接

https://leetcode.cn/problems/er-wei-shu-zu-zhong-de-cha-zhao-lcof/

1、题目要求

在一个 n * m 的二维数组中,每一行都按照从左到右递增的顺序排序,每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个高效的函数,输入这样的一个二维数组和一个整数,判断数组中是否含有该整数。

示例:

现有矩阵 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]
]

给定 target = 5,返回 true。
给定 target = 20,返回 false

2、思路分析

思路一:直接暴力遍历二位数组,将找到的数字返回即可

思路二:采用类似二分查找的思想,从二维数组的右上角开始寻找
如果二维数组中的元素等于 target , 直接返回 true;
如果二维数组中的元素大于 targrt, 需要从二维数组的左边列开始查找;
如果二维数组中的元素小于 target, 需要从二维数组的下边行开始查找;

3、执行代码

class Solution {
    public boolean findNumberIn2DArray(int[][] matrix, int target) {
        if (matrix == null ||matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {
            return false;
        }
        
        // 行
        int rows = matrix.length;
        
        // 列
        int columns = matrix[0].length;
        
        int row = 0;
        int column = columns - 1;
        
        // 确保将所有的行以及列进行遍历
        // 行取的是数组长度,所以小于即可
        // 列需要大于等于 0 ,否则会漏掉一些情况
        while (row < rows && column >= 0) {
            int num = matrix[row][column];
            if (num == target) {
                return true;
            } else if (num > target) {
                // 数字太大,需要去左边一列寻找
                column--;
            } else if (num < target) {
                // 数字太小,需要去下面一行寻找
                row++;
            }
        }
        
        return false;
        
    }
}

4、问题反思

Java 二维数组中长度的获取

二维数组定义:int array[][] = new int[3][4];
获取行数: int rowLength = array.length;//3
获取列数: int colLength = array[0].length;//4

4.1、时间复杂度以及空间复杂度

时间复杂度:O(n+m)O(n+m)。访问到的下标的行最多增加 n 次,列最多减少 m 次,因此循环体最多执行 n + m 次。

空间复杂度:O(1)O(1)。

5、小结

基于类似二分查找到的方式,将遍历查询的 O(n^2) 优化到了 O(m +n), 提升了效率;
需要注意的是,当当前的二维数组中的元素大于 target 的时候,,需要去左边的列查询。当当前的二维数组中的元素小于 target 的时候,需要下面的行查询。

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