设定整数数组B[m+1][n+1]的数据在行、列方向上都按从小到大的顺序排序,且整型变量x中的数据在B中存在。试设计一个算法,找出一个满足B[i][j]=x的i,j值。要求比较次数不超过m+n。要求写出算法思路和具体步骤。
时间: 2023-09-03 15:04:58 浏览: 177
### 回答1:
算法思路:
由于数组B在行、列方向上都按从小到大的顺序排序,因此可以考虑用二分查找算法降低时间复杂度。假设目标元素为x,则可分别对行和列进行二分查找找到相应的位置。
具体步骤:
Step 1:设置左右边界。对行方向上的数组B进行二分查找,设左边界为i = 1,右边界为p = m1,中间位置为mid1 = (i + p) / 2。对列方向上的数组B进行二分查找,设左边界为j = 1,右边界为q = n1,中间位置为mid2 = (j + q) / 2。
Step 2:比较目标元素和中间元素。
若B[mid1][mid2] == x,则找到目标元素,返回(i,j)。
若B[mid1][mid2] < x,则目标元素可能位于B[mid1][mid2]右侧或下侧。修改i = mid1 + 1,j = mid2 + 1,重复Step 1。
若B[mid1][mid2] > x,则目标元素可能位于B[mid1][mid2]左侧或上侧,修改p = mid1 - 1,q = mid2 - 1,重复Step 1。
Step 3:重复进行Step 2直到找到目标元素或者i > p或j > q(数组B中不存在目标元素)。
时间复杂度为log(m1)*log(n1),比较次数不超过m1*n1。
### 回答2:
算法思路:
由于数据在行、列方向上都按从小到大的顺序排序,可以利用二分查找的方法来快速定位目标值x的位置。首先,在数组B的中间行B[mid]中寻找到第一个大于等于x的元素B[mid][k],再在这个元素的左侧区域B[mid][1:k-1]中进行二分查找,找到等于x的元素的位置。
算法步骤:
1. 初始化low=1, high=m,即搜索范围为数组B的第1行到第m行。
2. 重复以下步骤直至找到目标元素:
- 计算中间行的行号mid = (low + high) / 2。
- 在当前行B[mid]中寻找第一个大于等于x的元素B[mid][k]。
- 如果找到了B[mid][k]等于x,则返回结果i=mid,j=k。
- 如果B[mid][k]大于x,则更新high = mid - 1,即在左侧区域继续查找。
- 如果B[mid][k]小于x,则更新low = mid + 1,即在右侧区域继续查找。
3. 如果循环结束仍未找到目标元素,则表示x在数组B中不存在。
算法分析:
在每次循环中,比较次数为查找中间行的第一个大于等于x的元素的次数,即O(n)。最多循环m次,因此比较次数不超过m*n。算法时间复杂度为O(m+n)。
### 回答3:
算法思路:
1. 初始化i=0,j=n-1,即指向数组B的右上角元素
2. 若B[i][j] > x,则x在当前元素的左侧,因为数组B的列方向是从小到大排序的,所以将j减1
3. 若B[i][j] < x,则x在当前元素的下方,因为数组B的行方向也是从小到大排序的,所以将i加1
4. 若B[i][j] = x,则找到了满足条件的i和j值,输出并结束
5. 重复步骤2-4,直到找到满足条件的i和j值或者遍历完整个数组B
具体步骤:
1. 初始化i=0,j=n-1,即指向数组B的右上角元素
2. 进入循环,重复以下步骤直到找到满足条件的i和j值或者遍历完整个数组B
3.1 若B[i][j] > x,则将j减1
3.2 若B[i][j] < x,则将i加1
3.3 若B[i][j] = x,则找到了满足条件的i和j值,输出并结束循环
3. 若循环结束仍未找到满足条件的i和j值,则输出未找到
时间复杂度分析:
由于每次循环只能通过比较确定x在当前元素的左侧或者下方,且每次循环都能排除一行或一列,所以最多需要比较m+n-1次。因此,比较次数不超过m*n。
注意:在算法中使用的数组下标是从0开始的。如果题目中数组B的下标是从1开始的,则需要将算法中的i和j初始值分别设置为1和n-1。
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