Write an efficient algorithm that searches for a value in an m x n matrix. This matrix has the following properties:
- Integers in each row are sorted in ascending from left to right.
- Integers in each column are sorted in ascending from top to bottom.
For example,
Consider the following matrix:
[ [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] ]
Given target = 5
, return true
.
Given target = 20
, return false
.
算法一,
1. 選擇左下角的元素
2,如果該值大於target,則可以確定,在當前行中,不存在target。從而可以排除掉一行。
3,如果該值小於target,則可以確定,在當前列中,不存在target。從而可以排除掉一列。
4,對剩餘矩陣,重複步驟2,3. 直到找到,或者剩餘矩陣爲空。
執行過程,就是不斷的排除下面的行,或者左邊的列。
由於每次循環都排除掉一行或者一列,故算法時間複雜度爲O(m+n)。
另外,除了選擇左下角,也可以選擇右上角。
在leetcode上實際執行時間爲260ms。
class Solution {
public:
bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
if (matrix.empty() || matrix[0].empty())
return false;
const int M = matrix.size();
const int N = matrix[0].size();
int row = M-1;
int col = 0;
while (row >= 0 && col < N) {
if (target < matrix[row][col])
--row;
else if (target > matrix[row][col])
++col;
else
return true;
}
return false;
}
};
選取矩陣的中心點,與target作比較。
1. 如果該值小於target,則可以排除掉左上角4分之1矩陣。繼續在剩餘4分之3矩陣中查找。
2. 如果該值大於target,則可以排除掉右上角4分之1矩陣。
在leetcode上實際執行時間爲556ms。
class Solution {
public:
bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
if (matrix.empty() || matrix[0].empty())
return false;
return searchMatrix(matrix, 0, 0, matrix.size()-1, matrix[0].size()-1, target);
}
bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int x1, int y1, int x2, int y2, int target) {
if (x1 > x2 || y1 > y2)
return false;
const int x = x1 + (x2 - x1) / 2;
const int y = y1 + (y2 - y1) / 2;
if (matrix[x][y] == target)
return true;
else if (matrix[x][y] > target)
return searchMatrix(matrix, x1, y1, x-1, y2, target) || searchMatrix(matrix, x, y1, x2, y-1, target);
else
return searchMatrix(matrix, x1, y+1, x2, y2, target) || searchMatrix(matrix, x+1, y1, x2, y, target);
}
};