个人评价:二维数组,通常暴力破解方式就是嵌套循环,但通常可进一步优化~

题目难度:🌟🌟 (参考 LeeCode 简单🌟 、中等🌟 🌟 、困难🌟 🌟 🌟 )

另,通常算法题会考察分析时间复杂度和空间复杂度,可参考笔者之前的文章

「数据结构&算法」必知必会系列:3. 时间 & 空间复杂度(下)

二维数组中的查找

题目描述

剑指 Offer 04. 二维数组中的查找 240. 搜索二维矩阵 II

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。

限制:

0 <= n <= 1000

0 <= m <= 1000

解题思路

先不考虑数组的排序规则,不难想到暴力方式,行+列遍历,复杂度?🙌 O(n*m) 空间 O(1)

方法一

如果只是单纯的考虑行排序,不难想到二分查找:

  • 比如某一行的第一个元素大于 target ,当前行和后边的所有行都不用考虑了,直接返回 false
  • 某一行的最后一个元素小于 target ,当前行就不用考虑了,换下一行

代码实现暂略,复杂度?O(m)*O(logn)

列排序是不是没有用到??没错,再想想其他方式

方法二

二维数组类似矩阵,数组有个很好的特性是根据下标查找时间复杂度 O(1),数组长度已知,无论从左至右还是从右直左都是可行的。放置二维,从上到下,从下到上也👌。

那,考虑题目中的排序,怎样可以更高效地找到目标数?不从左上,我们从左下开始思考。

从左下开始,target 若小则向上找(i–);若大,则向右找(j++);Go 实现代码参考如下:

func findNumberIn2DArray(matrix [][]int, target int) (res bool) {
    i := len(matrix)-1
    j := 0
    for i > -1 {
        if j < len(matrix[i]) {
            if target < matrix[i][j] {
                i-- //target小,向上查找
            } else if target > matrix[i][j] {
                j++ //targat大,向右查找
            } else if target == matrix[i][j] {
                return true
            }
        } else {
            return false //超出数组返回false
        }
    }
    return false //超出matrix返回false
}

你也可以从右上开始查找,target 大向左;target小向下。只是初始化需要注意数组为空的情况

https://goplay.tools/snippet/7sMntXWmzm9 Go play~

复杂度分析?

🙌 时间复杂度:O(n+m)。访问到的下标的行最多增加 n 次,列最多减少 m 次。空间 O(1)

暴力查找是全覆盖,而这种查找方式则可想象为线性查找

总结

数组的随机查找是很具有优势的,数组不光可以从左往右,从右往左也是可行的。

二维数组是很神奇的,甚至可以转置,左下或者右上的思考方式还是值得借鉴的。