剑指 Offer 04. 二维数组中的查找(多次二分与线性查找)

剑指 Offer 04. 二维数组中的查找

在一个 n * m 的二维数组中,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。请完成一个高效的函数,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。

示例:

现有矩阵 matrix 如下:

[
  [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]
]
给定 target = 5,返回 true。

给定 target = 20,返回 false。

 

限制:

0 <= n <= 1000

0 <= m <= 1000

题解:

方法一:多次二分法

我们对每一行都进行一次二分查找即可。

代码:

bool findNumberIn2DArray(int** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize, int target){
    
    
    for(int i=0;i<matrixSize;i++)
    {
    
    
        int left = 0;
        int right = matrixColSize[0]-1;
        int mid;
        while(left<=right)
        {
    
    
            mid = right+(left-right)/2;
            if(matrix[i][mid]==target)
            {
    
    
                return 1;
            }
            if(matrix[i][mid]>target)
            {
    
    
                right = mid-1;
            }
            if(matrix[i][mid]<target)
            {
    
    
                left = mid+1;
            }
        }
    }
    return 0;
}

方法二:线性查找法(双指针)

根据题目特性,充分挖掘其蕴含的条件。
当我们从左上第一个作为查找的起点时,我们发现其不论向下还是向右都是变大的道路,显然情况过多,可能性也太多。
而我们选取右上第一个作为起点我们发现,其向下是增大,向左是减小,因此对于每次查找来说,其接下来的路径是唯一的,即如果大于target就向左,小于target就向下,若等于直接return即可。并且此方法定能完成全部的搜索任务。
此种线性查找也就是运用了双指针的性质进行查找。

bool findNumberIn2DArray(int** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize, int target){
    
    
    if(matrix==NULL||matrixSize==0||matrixColSize[0]==0)
    {
    
    
        return 0;
    }
    int i = 0;
    int j = matrixColSize[0]-1;
    while(i<matrixSize&&j>=0)
    {
    
    
        if(matrix[i][j]==target)
        {
    
    
            return 1;
        }
        if(matrix[i][j]>target)
        {
    
    
            j--;
            continue;//不加continue可能会出现两次判断都进行,且也可能在第二次判断出现越界情况
        }
        if(matrix[i][j]<target)
        {
    
    
            i++;
        }
    }
    return 0;
}

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