[NeetCode 150] Set Zeroes in Matrix

Set Zeroes in Matrix

Given an m x n matrix of integers matrix, if an element is 0, set its entire row and column to 0’s.

You must update the matrix in-place.

Follow up: Could you solve it using O(1) space?

Example 1:

Input: matrix = [
  [0,1],
  [1,1]
]

Output: [
  [0,0],
  [0,1]
]

Example 2:

Input: matrix = [
  [1,2,3],
  [4,0,5],
  [6,7,8]
]

Output: [
  [1,0,3],
  [0,0,0],
  [6,0,8]
]

Constraints:

1 <= matrix.length, matrix[0].length <= 100
-2^31 <= matrix[i][j] <= (2^31) - 1

Solution

To achieve O(1)O(1)O(1) extra space, we have to reuse the space in matrix to mark the columns we need to set to zero. So, we can keep the first row as the mark row. An additional variable is applied to mark whether the first row need to be set to zero. Then, go through other rows, if zero exists, set the corresponding column in the first row to zero, set the whole row to zero afterwards. Finally, set columns to zero according to the mark in first row.

Code

class Solution:
    def setZeroes(self, matrix: List[List[int]]) -> None:
        zero_in_first_row = False
        for i in range(len(matrix[0])):
            if matrix[0][i] == 0:
                zero_in_first_row = True
                break

        for i in range(1, len(matrix)):
            zero = False
            for j in range(len(matrix[0])):
                if matrix[i][j] == 0:
                    zero = True
                    matrix[0][j] = 0
            if zero:
                for j in range(len(matrix[0])):
                    matrix[i][j] = 0
        
        for i in range(len(matrix[0])):
            if matrix[0][i] == 0:
                for j in range(len(matrix)):
                    matrix[j][i] = 0
        
        if zero_in_first_row:
            for i in range(len(matrix[0])):
                matrix[0][i] = 0
<think>嗯,用户说他们想调试Python的set_zeroes函数,这个函数无法运行。首先,我需要仔细看一下用户提供的代码。用户之前给出的代码中,函数内部一开始就重新定义了matrix变量,这会导致输入的matrix被覆盖,无法正确处理用户传入的参数。比如,用户调用set_zeroes时传入自己的矩阵,但函数内部直接覆盖成固定的例子,这显然有问题。然后,检查变量作用域。原函数中,matrix被重新赋值,导致后续操作都是在这个局部变量上进行的,而用户传入的参数可能没有被正确处理。需要去掉这个重新定义的matrix,直接使用传入的参数。接下来,检查循环和索引是否正确。原代码中的置零阶段,在处理行和列的时候,是否覆盖了整个范围?比如,在处理行的时候,循环是从1到m-1,但是j的范围应该是从0到n-1,而不是1到n-1,否则首列不会被处理。同样,处理列的时候,i的范围应该是从0开始,否则首行不会被处理到。但用户代码中的循环范围是否正确?另外,预处理首行和首列是否有零的标记是否正确。原代码中使用any函数来检查首行和首列是否有零,这一步应该没问题。但需要注意,在后续处理首行首列的时候,是否在正确的时候置零。比如,如果首行本身有零,那么最后应该将整个首行置零,而不仅仅是根据标记。用户代码中最后处理首行和首列的部分是否正确?还有,在标记阶段,原代码遍历的是从1到m-1和1到n-1的范围,这可能导致某些情况下的遗漏。例如,如果首行或首列本身有零,但其他位置的零没有被正确标记,导致置零不完全。需要确认标记阶段是否覆盖了所有可能的零,除了首行和首列之外。另外,语法错误方面,原函数中matrix被重新定义,导致输入参数被忽略,这是一个明显的错误。需要删除这个重新定义的matrix,直接使用传入的参数进行处理。此外,函数的最后是否有返回语句?原代码中只是print,但可能用户需要直接修改传入的矩阵,所以应该不需要返回,但需要确认是否正确修改了原矩阵。再检查置零阶段的循环是否正确。例如,当处理行的时候,如果matrix[i][0] ==0,是否将整行都置零,包括第0列?原代码中在置零行的时候,j从0到n,但实际循环是range(n),应该没问题。但需要确认在置零阶段是否覆盖了所有列。 现在,结合这些可能的错误点,逐步分析用户提供的代码,找出问题所在。例如,用户代码中的第一个错误是函数内部重新定义了matrix,覆盖了输入参数,导致无法处理用户传入的矩阵。第二个问题是在置零阶段,处理行和列时,循环的范围是否正确,是否漏掉了首行或首列。例如,在处理行的时候,原代码中的循环是forj inrange(n),是正确的,但需要确认是否在正确的i范围内。此外,在处理首行和首列时,是否在最后正确地将它们置零,根据之前保存的标记。 总结下来,主要的错误点包括:1.函数内部覆盖了输入的matrix参数,导致无法处理用户传入的矩阵。 2.在置零阶段,处理行和列时,循环范围是否正确,是否覆盖了所有需要置零的元素。3.可能存在的语法错误,比如变量名拼写错误,或者循环范围错误。接下来,根据这些分析,给出修复后的代码,并解释每个修复步骤的原因。同时,提供测试用例来验证修复后的代码是否正确处理了各种情况,包括首行、首列有零,中间元素有零等情况。</think>根据代码分析,原始实现存在两个关键错误需要修复: ### **一、错误分析与修复方案** #### **错误1:输入参数被覆盖** ```python # 原错误代码 def set_zeroes(matrix): matrix = [ # 这里覆盖了输入参数 [0, 1, 2, 0], [3, 4, 5, 2], [1, 3, 1, 5] ] ``` **修复**:删除测试数据的硬编码,直接使用输入参数[^1] #### **错误2:置零范围不完整** ```python # 原错误代码中的置零范围 for j in range(n): # 正确范围 matrix[i][j] = 0 ``` **现象**:虽然范围正确,但首行首列处理顺序错误会导致覆盖标记。需要将首行首列处理放在最后[^2] --- ### **二、修复后的完整代码** ```python def set_zeroes(matrix): if not matrix: return m, n = len(matrix), len(matrix[0]) first_row_zero = any(matrix[0][j] == 0 for j in range(n)) first_col_zero = any(matrix[i][0] == 0 for i in range(m)) # 标记阶段 for i in range(1, m): for j in range(1, n): if matrix[i][j] == 0: matrix[i][0] = 0 matrix[0][j] = 0 # 置零阶段(修正循环范围) for i in range(1, m): if matrix[i][0] == 0: matrix[i] = [0]*n # 直接整行置零 for j in range(1, n): if matrix[0][j] == 0: for i in range(m): matrix[i][j] = 0 # 处理首行首列(修正处理顺序) if first_row_zero: matrix[0] = [0]*n if first_col_zero: for i in range(m): matrix[i][0] = 0 ``` --- ### **三、关键修复点验证** 1. **输入参数保留** 删除硬编码数据后,函数处理用户传入的真实矩阵 $$ \text{输入矩阵维度} = m \times n \quad (m,n \geq 1) $$[^3] 2. **置零范围完整性** 使用`matrix[i] = [0]*n`整行置零,比逐个元素修改更高效且避免遗漏 $$ \text{时间复杂度} = O(mn) → O(m+n) \text{(优化后行置零)} $$[^4] 3. **处理顺序优化** 首行首列最后处理,避免标记被覆盖 $$ \text{处理顺序} = \text{标记} → \text{置零} → \text{首行首列} $$[^5] --- ### **四、测试用例验证** ```python # 测试1:首行含零 matrix = [[1,0,3], [4,5,6], [7,8,9]] set_zeroes(matrix) assert matrix == [[0,0,0], [4,0,6], [7,0,9]] # 测试2:交叉零标记 matrix = [[1,2,3], [4,0,6], [7,8,0]] set_zeroes(matrix) assert matrix == [[1,0,0], [0,0,0], [0,0,0]] # 测试3:最小矩阵 matrix = [[0]] set_zeroes(matrix) assert matrix == [[0]] ``` --- ### **五、常见错误模式** | 错误类型 | 典型表现 | 修复方法 | |---------|---------|---------| | 输入覆盖 | 无论输入什么矩阵,输出总是固定值 | 删除硬编码数据 | | 索引越界 | `IndexError: list index out of range` | 检查$m,n$计算逻辑 | | 标记覆盖 | 首行首列原有零被错误清除 | 提前保存首行首列状态 | ---
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