问题:
编写一个高效的算法来搜索 m x n 矩阵 matrix 中的一个目标值 target。该矩阵具有以下特性: 每行的元素从左到右升序排列。 每列的元素从上到下升序排列。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。
GitHub实现:
思路:二分查找,分治法
参考:
一、二分查找
遍历矩阵中的每一行
对于第i行,初始left和right分别是数组的第一个和最后一个元素的下标,middle=(left+right)/2。 如果matrix[i][middle] = target,则找到 如果matrix[i][middle] < target,说明target不可能存在于数组的左半边,left = middle + 1 如果matrix[i][middle] > target,说明target不可能存在于数组的右半边,right = middle - 1 完成遍历后都没有找到,则说明矩阵中没有要寻找的目标//二分查找 public bool SearchMatrix(int[,] matrix, int target) { if (matrix.Length == 0) return false; //行 var m = matrix.GetLength(0); //列 var n = matrix.GetLength(1); for (int i = 0; i < m; i++) { var left = 0; var right = n - 1; while (left <= right) { var middle = (left + right) / 2; if (matrix[i, middle] == target) return true; if (matrix[i, middle] < target) left = middle + 1; else right = middle - 1; } } return false; }
二、分治法
右上角的元素是这一行中最大的元素,同时又是这一列中最小的元素。比较右上角元素和目标:
若右上角元素等于目标,则找到 若右上角元素大于目标,则目标不可能存在于当前矩阵的最后一列,问题规模可以减小为在去掉最后一列的子矩阵中寻找目标 若右上角元素小于目标,则目标不可能存在于当前矩阵的第一行,问题规模可以减小为在去掉第一行的子矩阵中寻找目标 若最后矩阵减小为空,则说明不存在//分治法 public bool SearchMatrix2(int[,] matrix, int target) { if (matrix.Length == 0) return false; //行 var m = matrix.GetLength(0); //列 var n = matrix.GetLength(1); var i = 0; var j = n - 1; while (j >= 0 && i < m) { if (matrix[i, j] == target) return true; if (matrix[i, j] > target) j--; else i++; } return false; }