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剑指 Offer 04. 二维数组中的查找

mid

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。

行二分

每行都来个二分;没有利用到列递增这个特点

// 行二分
func findNumberIn2DArray(matrix [][]int, target int) bool {
for _, nums := range matrix {
low, high := 0, len(nums)-1
for low <= high {
mid := (low + high) >> 1
if nums[mid] > target {
high = mid - 1
} else if nums[mid] < target {
low = mid + 1
} else {
return true
}
}
}
return false
}

标志位

如下图所示,我们将矩阵逆时针旋转 45° ,并将其转化为图形式,发现其类似于 二叉搜索树 ,即对于每个元素,其左分支元素更小、右分支元素更大。因此,通过从 “根节点” 开始搜索,遇到比 target 大的元素就向左,反之向右,即可找到目标值 target 。

image-20220227151607027

算法流程:

  1. 从矩阵 matrix 左下角元素(索引设为 (i, j) )开始遍历,并与目标值对比:
    • matrix[i][j] > target 时,执行 i-- ,即消去第 i 行元素;
    • matrix[i][j] < target 时,执行 j++ ,即消去第 j 列元素;
    • matrix[i][j] = target 时,返回 truetrue ,代表找到目标值。
  2. 若行索引或列索引越界,则代表矩阵中无目标值,返回 false
// 标志数
func findNumberIn2DArray2(matrix [][]int, target int) bool {
row, col := len(matrix)-1, 0 // 从左下角开始

for row >= 0 && col < len(matrix[0]) {
if matrix[row][col] > target {
row--
} else if matrix[row][col] < target {
col++
} else {
return true
}
}
return false
}