LeetCode:搜索二维矩阵

编写一个高效的算法来判断 m x n 矩阵中,是否存在一个目标值。该矩阵具有如下特性:

每行中的整数从左到右按升序排列。
每行的第一个整数大于前一行的最后一个整数。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/search-a-2d-matrix
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内存消耗 :7.7 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户

总共用了四小时才做出来。题目本身不难,奈何自己将思路转换成代码的编程能力不过关,边界情况考虑也不充分。
昨晚俩小时就想,这题就是一个二分的题呀,如果知道L(lrow,lcol)和R(rrow,rcol)能换算出mid(mrow,mcol)就解决了呀,然后就一直,,没设计出来,嗯最后还是选择去睡觉了。
今早就突然想到,可以先在矩阵的行上二分查找,然后继续在列上二分。思路很简单,然而边界一大堆。
首先是行数的确定,不同于普通二分,也不同于寻找左右边界,这个行必须得等于mid,如果等于mid+1就可能把目标值所在行跳过了。
但是随之而来又有一个问题,行=mid,会有循环一直进行的情况,行=mid,然后还是行=mid,一直跳不出来。
最后还要保证访问的下标不越界。
第二种思路代码如下:

class Solution {
public:
    bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
        if (matrix.size() == 0)
            return false;
        int topRow = 0;
        int downRow = matrix.size();
        while (topRow != downRow - 1)//防止 topRow一直等于mid,死循环
        {
            int mid = (topRow + downRow) / 2;
            if (matrix[mid][0]<target)
                topRow = mid;   //不能用topRow = mid+1,防止跳过目标值所在行
            else if (matrix[mid][0]>target)
                downRow = mid;
            else
                return true;
        }
        //topRow和downRow 相差1,解决目标值所在行,要防止downRow 一直没变,始终等于matrix.size() ,那下面寻找所在列,就会超出索引
        int atRow = (downRow<matrix.size() && matrix[downRow][0]<target) ? downRow : topRow;
        int leftCol = 0;
        int rigCol = matrix[0].size();
        while (leftCol<rigCol)
        {
            int mid = (leftCol + rigCol) / 2;
            if (matrix[atRow][mid]<target)
                leftCol = mid + 1;
            else if (matrix[atRow][mid]>target)
                rigCol = mid;
            else
                return true;
        }
        return false;
    }
};

第一种思路
自己把第二种思路死磕实现之后,觉得是不是自己想的太复杂了,于是看了看官方的题解[1],感觉思路很妙。
第一种思路难在,是知道L和R,怎么算mid。这么想就很难解决了。
现在直接把输入的mxn二维矩阵可以视为长度为mxn的一维有序数组。那么只需要知道一维数组的元素mIndex和二维矩阵元素m[mrow,mcol]的对应关系。
mrow= mIndex / matrix[0].size();
mcol= mIndex % matrix[0].size();
知道这个对于关系,就可以套用二分查找啦。

执行用时 :8 ms, 在所有 C++ 提交中击败了87.06%的用户
内存消耗 :7.7MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户

class Solution {
  public:
  bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
    int row = matrix.size();
    if (row == 0) return false;
    int col = matrix[0].size();
    int left = 0, right = row * col;
    int mIndex=0, m=0;//初始化是一个很好的习惯 mIndex是一维数组的元素位置,m是二维矩阵对应的元素
    while (left < right) {
        mIndex = (left + right) / 2;
        m= matrix[mIndex / col][mIndex % col];
        if (m < target)
            left = mIndex+1; 
        else if(m > target)
            right =mIndex;
        else 
            return true;
    }
    return false;
  }
};

自己死磕的比官方还要快一些,心里终于平衡一些,没白费四小时哈哈。
另外推荐一个阐述二分查找细节的不错的博客


  1. https://leetcode-cn.com/problems/search-a-2d-matrix/solution/sou-suo-er-wei-ju-zhen-by-leetcode/

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