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原地实现矩阵置零|Java


题目描述

这是 LeetCode 上的 ​​73. 矩阵置零​​ ,难度为 中等

Tag : 「模拟」

给定一个 m x n 的矩阵,如果一个元素为 0 ,则将其所在行和列的所有元素都设为 0 。请使用「原地」算法。

进阶:

  • 一个直观的解决方案是使用的额外空间,但这并不是一个好的解决方案。
  • 一个简单的改进方案是使用的额外空间,但这仍然不是最好的解决方案。
  • 你能想出一个仅使用常量空间的解决方案吗?

示例 1:

原地实现矩阵置零|Java_java

输入:matrix = [[1,1,1],[1,0,1],[1,1,1]]
输出:[[1,0,1],[0,0,0],[1,0,1]]

示例 2:

原地实现矩阵置零|Java_i++_02

输入:matrix = [[0,1,2,0],[3,4,5,2],[1,3,1,5]]
输出:[[0,0,0,0],[0,4,5,0],[0,3,1,0]]

提示:

  • m == matrix.length
  • n == matrix[0].length
  • 1 <= m, n <= 200
  • -<= matrix[i][j] <=- 1

前言

由于 和 空间的解法都十分简单,无非是「同等大小的矩阵」或「与行列数量相等的标识」来记录置零信息。

这里着重讲解利用原矩阵的 空间解法。

O(1) 空间解法

1. 使用两个变量(r0 & c0),记录「首行 & 首列」是否该被置零

原地实现矩阵置零|Java_i++_03

2.「非首行首列」的位置

  • 将置零信息存储到原矩阵
  • 根据置零信息,置零「非首行首列」的位置

原地实现矩阵置零|Java_java_04

3. 使用 r0 & c0 ,置零「首行 & 首列」

原地实现矩阵置零|Java_后端_05

代码:

class Solution {
public void setZeroes(int[][] mat) {
int m = mat.length, n = mat[0].length;

// 1. 扫描「首行」和「首列」记录「首行」和「首列」是否该被置零
boolean r0 = false, c0 = false;
for (int i = 0; i < m; i++) {
if (mat[i][0] == 0) {
r0 = true;
break;
}
}
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (mat[0][j] == 0) {
c0 = true;
break;
}
}

// 2.1 扫描「非首行首列」的位置,如果发现零,将需要置零的信息存储到该行的「最左方」和「最上方」的格子内
for (int i = 1; i < m; i++) {
for (int j = 1; j < n; j++) {
if (mat[i][j] == 0) {
mat[i][0] = mat[0][j] = 0;
}
}
}
// 2.2 根据刚刚记录在「最左方」和「最上方」格子内的置零信息,进行「非首行首列」置零
for (int j = 1; j < n; j++) {
if (mat[0][j] == 0) {
for (int i = 1; i < m; i++) {
mat[i][j] = 0;
}
}
}
for (int i = 1; i < m; i++) {
if (mat[i][0] == 0) {
Arrays.fill(mat[i], 0);
}
}

// 3. 根据最开始记录的「首行」和「首列」信息,进行「首行首列」置零
if (r0) for (int i = 0; i < m; i++) mat[i][0] = 0;
if (c0) Arrays.fill(mat[0], 0);
}
}
  • 时间复杂度:
  • 空间复杂度:

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 ​​No.73​​ 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先将所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:​​github.com/SharingSour…​​

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