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矩阵查找

[编程题]矩阵查找
  • 热度指数:20057 时间限制:C/C++ 1秒,其他语言2秒 空间限制:C/C++ 64M,其他语言128M
  • 算法知识视频讲解
请写出一个高效的在m*n矩阵中判断目标值是否存在的算法,矩阵具有如下特征:
每一行的数字都从左到右排序
每一行的第一个数字都比上一行最后一个数字大
例如:
对于下面的矩阵:
[
    [1,   3,  5,  9],
    [10, 11, 12, 30],
    [230, 300, 350, 500]
]
要搜索的目标值为3,返回true;
示例1

输入

[[1,3,5,9],[10,11,12,30],[230, 300, 350, 500]],3

输出

true
首先选取右上角数字,如果该数字等于要查找的数字,查找过程结束;如果该数字大于要查找的数字,去掉此数字所在列;如果该数字小于要查找的数字,则去掉该数字所在行。重复上述过程直到找到要查找的数字,或者查找范围为空。
bool searchMatrix(vector<vector<int> > &matrix, int target){
    int i=0, j=matrix[0].size()-1;
    while(i<matrix.size() && j>=0){
        if(matrix[i][j]==target){
            return true;
        }
        else if(matrix[i][j]<target){
            i++; //去掉这一行
        }
        else{
            j--;  //去掉这一列
        }
    }
    return false;
}

发表于 2017-04-18 10:11:07 回复(2)
/*
	 * 最优解法:Binary search on an ordered matrix 
	 * 二分查找
	 * Runtime: 0 ms.Your runtime beats 75.27 % of java submissions
	 */
	public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
		if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0)
			return false;
		int m = matrix.length, n = matrix[0].length;
		int start = 0, end = m * n - 1;
		// 二分查找
		while (start <= end) {
			int mid = start + (end - start) / 2;
			int value = matrix[mid / n][mid % n];
			if (target > value) {
				start = mid + 1;
			} else if (target < value)
				end = mid - 1;
			else
				return true;
		}
		return false;
	}

	/*
	 * 解法二: Solution by me Runtime: 1 ms.Your runtime beats 6.66 % of java
	 * submissions. 刚开始指向右上角元素,如果target大于该元素,下移;如果target小于该元素,左移;
	 */
	public boolean searchMatrix_1(int[][] matrix, int target) {
		if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0)
			return false;
		int m = 0, n = matrix[0].length - 1;
		// 避免角标越界
		while (m >= 0 && m < matrix.length && n >= 0 && n < matrix[0].length) {
			if (target > matrix[m][n])
				m++;
			else if (target < matrix[m][n])
				n--;
			else
				return true;
		}
		return false;

	}

发表于 2017-06-29 10:42:56 回复(3)
class Solution {
public:
    bool searchMatrix(vector<vector<int> > &matrix, int target) {
        int rows = matrix.size();
        int cols = matrix[0].size();
        int begin = 0,end = rows*cols-1;
        
        while(begin <= end)
        {
        	int mid = (begin + end)/2;
        	int row = mid/cols;
        	int col = mid%cols;
        	if(matrix[row][col] == target)
        		return true;
        	else if(matrix[row][col] < target)
        		begin = mid + 1;
        	else
        		end = mid - 1;
		}
		return false;
    }
};


发表于 2017-08-02 01:46:19 回复(0)
import java.util.*;
public class Solution {
    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        if(matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0)
            return false;
        int m = matrix.length;
        int n = matrix[0].length;
        int head = 0;
        int tail = m * n - 1;
        while(head <= tail)
        {
            int mid = (head + tail)/2;
            int value = matrix[mid/n][mid%n];
            if(target == value)
                return true;
            if(target > value)
                head = mid + 1;
            else
                tail = mid - 1;
        }
        return false;
    }
}
编辑于 2018-06-24 17:28:23 回复(0)

c++ solution:

class Solution {
public:
    bool searchMatrix(vector > &matrix, int target) {
        if (matrix.size() == 0 || matrix[0].size()==0)   //if there is not element in matrix, return false;
            return false;
        /** 
        * search from the top-right, using binary-search
        * if current element is larger than the target => row-=1
        * if current element is smaller than the target => col+=1
        */
        int row = 0;
        int col = matrix[0].size()-1;
        while (row = 0) {
            int cur = matrix[row][col];
            if (cur == target)
                return true;
            else if (cur > target)
                col -= 1;
            else
                row += 1;
        }
        return false;
    }
};
编辑于 2018-09-17 15:02:56 回复(0)
class Solution {
public:
//思路参考的下面分享的答案,把二维的表格看成是一维的数组
    bool searchMatrix(vector<vector<int> > &matrix, int target) {
        int row = matrix.size();
        if(row == 0) return false;
        int col = matrix[0].size();
        int count = row * col;        
        int begin = 0;
        int end = count-1;
        
        while(begin <= end){
            int mid = (begin + end)/2;
            int a = mid/col;
            int b = mid%col;
            if(target == matrix[a][b]) return true;
            else if(target >matrix[a][b]) begin = mid +1;
            else end = mid -1;
            
        }
        return false;
    }
};

编辑于 2017-02-24 19:59:13 回复(0)
class Solution {
public:
    /**
     * 
     * @param matrix int整型vector<vector<>> 
     * @param target int整型 
     * @return bool布尔型
     */
    bool searchMatrix(vector<vector<int> >& matrix, int target) {
        // write code here
        int n = matrix.size() * matrix[0].size();
        int left = 0;
        int right = n - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            int i = mid / matrix[0].size();
            int j = mid % matrix[0].size();
            int mid_val = matrix[i][j];
            
            if (mid_val == target) return true;
            if (mid_val > target) right = mid - 1;
            if (mid_val < target) left = mid + 1;
        }
        return false;
    }
};
线性有序,转换下下标就行了
发表于 2021-08-13 15:15:39 回复(0)
class Solution {
public:
  /**
   * 
   * @param matrix int整型vector<vector<>> 
   * @param target int整型 
   * @return bool布尔型
   */
  bool searchMatrix(vector<vector<int> >& matrix, int target) {
    const int m = matrix.size(), n = matrix[0].size();
    int x = n - 1, y = 0;
    while (x >= 0 && y < m) {
      if (target == matrix[y][x]) return true;
      if (target > matrix[y][x]) ++y;
      else --x;
    }
    return false;
  }
};

发表于 2021-07-08 16:56:44 回复(0)
索然无味,直接二分法就好了
public class Solution {
    /**
     * 
     * @param matrix int整型二维数组 
     * @param target int整型 
     * @return bool布尔型
     */
    public boolean searchMatrix (int[][] matrix, int target) {
        // write code here
        if(matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0){return false;}
        int m = matrix.length, n = matrix[0].length;
        int l = 0, r = m * n - 1;
        while(l < r){
            int mid = l + (r - l) / 2;
            int midNum = matrix[mid / n][mid % n];
            if(midNum == target){return true;}
            else if(midNum < target){l = mid + 1;}
            else{r = mid;}
        }
        return matrix[l / n][l % n] == target;
    }
}


编辑于 2020-11-17 22:59:13 回复(0)

算法:

从右上角开始找,左边的都是比它小的,下边的都是比它大的。
如果当前元素等于target,那么说明找到了,返回true;
如果当前元素大于target,那么当前元素下面的一定都比target大,所以左移;
如果当前元素小于target,那么当前元素左面的一定都比target小,所以下移;
如果最后没返回true,则返回false。

时间复杂度:

O( m + n )  m为矩阵的行数,n为矩阵的列数

Code:

public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
    int m = matrix.length;
    int n = matrix[0].length;
    int i = 0, j = n - 1;
    while (i < m && j >= 0) {
        if (matrix[i][j] == target) {
            return true;
        } else if (matrix[i][j] > target) {
            j--;
        } else {
            i++;
        }
    }
    return false;
}
编辑于 2020-10-27 18:54:32 回复(0)
import java.util.*;


public class Solution {
    /**
     * 
     * @param matrix int整型二维数组 
     * @param target int整型 
     * @return bool布尔型
     */
    
    //二分查找
    public boolean searchMatrix (int[][] matrix, int target) {
        // write code here
        if(matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) return false;
        int m = matrix.length;
        int n = matrix[0].length;
        int start = 0,end = m*n-1;
        while(start <= end){
            int mid = (start+end)/2;
            int val = matrix[mid/n][mid%n];
            if(val < target){
                start = mid+1;
            }else if (val > target){
                end = mid-1;
            }else{
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    
    //普通方案,跑了一次,时间36ms,内存10864KB,接近二分
    public boolean searchMatrix1 (int[][] matrix, int target) {
        // write code here
        
        //处理了两个边界值,第一个和最后一个元素
        if(matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0 || target < matrix[0][0]) return false;
        int row = -1;
        int m = matrix.length;
        int n = matrix[0].length;
        if(target > matrix[m-1][n-1]) return false;
        
        //找到数据落在的行,可能是边界,如果恰好是边界,就返回
        for(int i  = 0; i<m; i++){
            if(matrix[i][0] == target || matrix[i][n-1] == target) return true;
            if(matrix[i][0] < target && matrix[i][n-1] > target) row = i;
        }
        
        //遍历对应行所有数据
        for(int i = 0; i<n && row >= 0 ; i++){
            if(matrix[row][i] == target){
                return true;
            }
        }
        
        return false;
    }
}

编辑于 2020-09-08 14:08:46 回复(0)
class Solution {
public:
    bool searchMatrix(vector<vector<int> > &matrix, int target) {
        int r=matrix.size();
        if(r==0)
            return false;
        int c=matrix[0].size();
        for(int i=0;i<r*c;i++){
            if(matrix[i/c][i%c]==target)
                return true;
            if(matrix[i/c][i%c]>target)
                return false;
        }
        return false;
    }
};
发表于 2018-06-24 22:43:56 回复(0)

先纵向二分查找,再横向二分查找,复杂度为log(m) + log(n),
把二维当做一维的二分复杂度为log(n*m),
双向二分更优;

public class Solution {
    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        int m = matrix.length, n = matrix[0].length;
        int up = 0, down = m - 1, mid = (up + down) / 2;

        while(up <= down) {
            if(matrix[mid][0] > target) {
                // search up
                down = mid - 1;
            } else if(matrix[mid][n-1] >= target) {
                // search in line
                break;
            } else {
                //search down
                up = mid + 1;
            }
            mid = (up + down) / 2;
        }

        if(up <= down) {
            //search in line
            int l = 0, r = n - 1;
            int [] line = matrix[mid];
            mid = (l + r) / 2;
            while(l <= r) {
                if(line[mid] > target) {
                    //search left
                    r = mid - 1;
                } else if(line[mid] == target) {
                    return true;
                } else {
                    //search right
                    l = mid + 1;
                }
                mid = (l + r) / 2;
            }
            return false;
        } else {
            return false;
        }
    }
}
发表于 2018-03-05 23:43:25 回复(1)
public class Solution {
    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        if(matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {
            return false;
        }
        int rowLen = matrix.length;
        int columnLen = matrix[0].length;
        int start = 0, end = rowLen*columnLen-1;
        while(start<=end) {
            int mid = start+(end-start)/2;
            int midVal = matrix[mid/columnLen][mid%columnLen];
            if(midVal>target) {
                end = mid-1;
            } else if(midVal<target){
                start=mid+1;
            } else {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}


发表于 2017-12-03 08:49:57 回复(0)
 bool searchMatrix(vector<vector<int> > &matrix, int target) {
        int rows=matrix.size();
        int cols=matrix[0].size();
        if(rows==0)
            return false;
          int i=0;
        int j=cols-1;
        while(i<=rows-1&&j>=0){
            if(matrix[i][j]==target)
                return true;
            else if(matrix[i][j]<target)
                i++;
            else
                j--;
        }
        return false;

发表于 2017-11-06 08:43:03 回复(0)
public class Solution {
    public static boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        int row = 0;
        boolean isFinded = false;
        for (int i = 0; i < matrix.length; i ++ ) {
            if(target == matrix[i][matrix[0].length - 1]) return true;
            else if(target < matrix[i][matrix[0].length - 1]) {
                isFinded = true;
                row = i;
                break;
            }
        }
        if( ! isFinded) return false;
        for (int i = 0; i < matrix[0].length; i ++ ) {
            if(matrix[row][i] > target) break;
            else if(target == matrix[row][i]) return true;
        }
        return false;
    }
}

发表于 2016-11-06 13:47:12 回复(0)
class Solution {
public:
    bool searchMatrix(vector<vector<int> > &matrix, int target) {
        //Integers in each row are sorted from left to right.
        //所以很容易想到二分查找
        int row = matrix.size();
        int col = matrix[0].size();
        int l=0,h=row*col,m;
        while(l<h){
            m = l+((h-l)>>1);
            int i=m/col;
            int j=m%col;
            if(matrix[i][j]>target){ //取左区间
                h=m;
            }else if(matrix[i][j]<target){  //取右区间
                l=m+1;
            }else{ //等于
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
};

发表于 2016-06-26 22:14:00 回复(0)
/*
思路:排除


右上角数字是本行最大,本列最小。

当右上角大于目标数字,去前一列找。
当右上角小于目标数字,去下一行找。

*/
class Solution {
public:
    /**
     * 
     * @param matrix int整型vector<vector<>> 
     * @param target int整型 
     * @return bool布尔型
     */
    bool searchMatrix(vector<vector<int> >& matrix, int target) {
        if(matrix.size()==0){
            return false;
        }

        int i=0;
        int j=matrix[0].size()-1;

        while(i<matrix.size() && j>=0){
            //遇见,直接返回
            if(target == matrix[i][j]){
                return true;
            }
            
            //当前值小于目标
            if(target > matrix[i][j]){
                i++;
                continue;
            }
            //当前值大于目标
            if(target < matrix[i][j]){
                j--;
                continue;
            }
        }
        return false;
    }
};

发表于 2023-04-11 22:26:57 回复(0)
        if (matrix.length == 1) {
            return Arrays.binarySearch(matrix[0], target) >= 0;
        }
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            if (target < matrix[i][0]) {
                // 在上一行
                if (i == 0) {
                    return false;
                }
                return Arrays.binarySearch(matrix[i - 1], target) >= 0;
            } else if (target == matrix[i][0]) {
                return true;
            }
        }
        return false;

发表于 2022-02-01 20:18:42 回复(0)
bool searchMatrix(vector<vector<int> >& matrix, int target) {
        int m = matrix.size(), n = matrix[0].size();
        int left = 0, right = m * n - 1;
        
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            int i = mid / n, j = mid % n;
            if (matrix[i][j] == target)    return true;
            if (matrix[i][j] > target)    right = mid - 1;
            else    left = mid + 1;
        }
        return false;
    }



发表于 2021-07-25 16:51:59 回复(0)

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