二维数组的查找

二维数组的查找

题目

      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,每一列都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ar如下:
      [
        [1 , 4 , 7 ,11 , 5],
        [2 , 5 , 8, 12, 19],
        [3 , 6 , 9, 16, 22],
        [10,13,14,17,24],
        [18,21,23,26,30]

      ]

      给定val = 5,返回true

      给定val = 20,返回false

思路

      思路一:暴力破解法,直接遍历整个二维数组。通过和二维数组中每个元素进行比较,如果匹配成功,返回true。否则返回false。

      时间复杂度:因为要遍历整个二维数组,和二维数组中的每个元素进行比较。所以时间复杂度为:O(n*m)

      空间复杂度:O(1)

public static boolean findNumberIn2Array(int[][] arr,int val){
        boolean res = false;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j <arr[i].length ; j++) {
                if (arr[i][j] == val){
                    res = true;
                }
            }
        }
        return res;
    }

      思路二:通过题目中所给的二维数组的特点。

      二维数组中,每一列都从左到右依次递增,每一行都从上到下依次递增。于是,我们可以开始从二维数组中的右上角的那个元素开始,我们记该元素为current。如果val == current,则返回true。如果current < val, 说明当前元素 小于 目标元素。则我们就往下 移动 1 行。 如果current > val,说明当前元素 大于 目标元素,则我们向左移动一列。

      如果当前元素大于目标值,说明当前元素的下边的所有元素一定大于目标值,此时我们就不能向下继续找,而是需要向左找,只有向左找才有可能找到目标。如果当前元素小于目标值,则说明当前元素的左边的所有值 一定小于目标值,我们只能向下查找。

      时间复杂度:O(n+m),行最多增至n,列最多从m减为0.所以最多查询n+m次。

      空间复杂度:O(1)

      代码实现:

public static boolean findNumberIn2Array2(int[][] ar,int val){
        boolean res = false;
        if (ar==null || ar.length ==0 || ar[0].length ==0) return res;
        int rows = ar.length;  // 总行数
        int columns = ar[0].length; // 总列数
        int row = 0; // 二维数组右上角的元素的 x坐标
        int column = columns-1; // 二维数组左上角元素的 y 坐标
        while(row < rows && column >= 0){
            int current = ar[row][column];
            if (current == val){
                res = true;
                break;
            } else if (current < val){
                row = row+1;
            } else if(current > val){
                column = column-1;
            }
        }
        return res;
    }
### C++ 二维数组 查找元素 遍历 示例 #### 1. 二维数组的定义与初始化 在C++中,可以使用静态或动态方式创建二维数组。以下是两种常见的声明方式: - **静态二维数组**: ```cpp int array[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} }; ``` - **动态二维数组**: ```cpp int rows = 3; int cols = 4; int** dynamicArray = new int*[rows]; for (int i = 0; i < rows; ++i) { dynamicArray[i] = new int[cols]; } // 初始化动态数组 for (int i = 0; i < rows; ++i) { for (int j = 0; j < cols; ++j) { dynamicArray[i][j] = i * cols + j; } } ``` #### 2. 按行遍历二维数组 按照行优先顺序访问二维数组是一种常见的方式。这种方式通常更高效,因为内存布局通常是连续存储的。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; void rowTraversal(int array[][4], int rows) { for (int i = 0; i < rows; ++i) { for (int j = 0; j < 4; ++j) { cout << array[i][j] << " "; } cout << endl; } } ``` 此代码展示了如何逐行打印二维数组的内容[^3]。 #### 3. 按列遍历二维数组 另一种遍历方式是按照列优先顺序访问二维数组。尽管这种方法可能不如按行遍历效率高,但在某些场景下仍然适用。 ```cpp void columnTraversal(int array[][4], int rows) { for (int j = 0; j < 4; ++j) { for (int i = 0; i < rows; ++i) { cout << array[i][j] << " "; } cout << endl; } } ``` 该函数实现了按列优先顺序输出二维数组中的元素。 #### 4. 查找特定元素及其索引 为了在一个二维数组查找某个特定值并返回其位置(即行列坐标),可以通过嵌套循环实现如下功能: ```cpp pair<int, int> findElement(const int array[][4], int rows, int target) { for (int i = 0; i < rows; ++i) { for (int j = 0; j < 4; ++j) { if (array[i][j] == target) { return make_pair(i, j); } } } return make_pair(-1, -1); // 如果未找到目标,则返回 (-1,-1) } ``` 上述代码片段提供了一种方法来定位给定数值的位置[^1]。 #### 性能差异分析 当处理大规模数据集时,不同方向上的迭代速度会受到缓存命中率的影响而有所区别。具体来说,由于现代计算机体系结构的特点——CPU高速缓存机制的存在,使得沿同一维度连续读取的数据能够更好地利用这些硬件特性从而提升性能表现。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值