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《剑指offer刷题笔记》3、二维数组中的查找 【c++详细题解】

题目

在一个二维数组中,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。

样例

输入数组:

[
[1,2,8,9],
[2,4,9,12],
[4,7,10,13],
[6,8,11,15]
]

如果输入查找数值为7,则返回true,

如果输入查找数值为5,则返回false。

最简单的思路是遍历二维数组,然后查找该数,但这样做的时间复杂度是《剑指offer刷题笔记》3、二维数组中的查找  【c++详细题解】_数组。因此我们需要仔细观察题目,发现一些性质

思路

(单调性扫描) 《剑指offer刷题笔记》3、二维数组中的查找  【c++详细题解】_二维数组_02
核心在于发现每个子矩阵右上角的数的性质:

  • 如下图所示,x左边的数都小于等于x,x下边的数都大于等于x。

《剑指offer刷题笔记》3、二维数组中的查找  【c++详细题解】_数组_03

因此我们可以从整个矩阵的右上角开始枚举,假设当前枚举的数是 x:

如果 x 等于target,则说明我们找到了目标值,返回true;
如果 x小于target,则 x左边的数一定都小于target,我们可以直接排除当前一整行的数;
如果 x 大于target,则 x 下边的数一定都大于target,我们可以直接排序当前一整列的数;
排除一整行就是让枚举的点的横坐标加一,排除一整列就是让纵坐标减一。
当我们排除完整个矩阵后仍没有找到目标值时,就说明目标值不存在,返回false。

时间复杂度分析
每一步会排除一行或者一列,矩阵一共有 《剑指offer刷题笔记》3、二维数组中的查找  【c++详细题解】_单调性扫描_04 行,《剑指offer刷题笔记》3、二维数组中的查找  【c++详细题解】_单调性扫描_05 列,所以最多会进行$ n+m $步。所以时间复杂度是 《剑指offer刷题笔记》3、二维数组中的查找  【c++详细题解】_二维数组_02

代码

class Solution {
public:
bool searchArray(vector<vector<int>> array, int target) {
if(array.empty()||array[0].empty()) return false; //判断一个二维数组是否为空
int i = 0, j = array[0].size()-1; //数组右上角
while(i < array.size() && j >= 0)
{
int x = array[i][j];
if(x == target) return true;
else if( x < target ) i++; //排除一行
else j--; //排除一列
}
return false;
}
};

总结

二维数组如何判断一个数组是否为空?

1.先获取二维数组的行和列

int n = array.size(); //行数
int m = array[0].sizee(); //列数

2.判断是否为空

if(array.empty()||array[0].empty())  return false;  //判断一个二维数组是否为空

​array.empty( )​​​的意思是该二维数组是一个零行的数组, ​​array[0].empty( )​​表示该二维数组是一个零列的数组,使用或条件,表示只要满足其一,该二维数组是一个空的二维数组。


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