在一个m行n列的二维数组中,每一行都按照从左到右递增的顺序排列,每一列都按照从上到下递增的顺序排列。请设计一个查找算法在改数组中查找每个元素,并分析你的算法性能。(运用分冶法和贪心算法解题)(用c++编写)
时间: 2024-10-22 08:14:39 浏览: 73
numpy中实现二维数组按照某列、某行排序的方法
这个问题可以使用二分查找算法(也称为折半查找)来解决,因为二维数组满足有序性质。由于每一行和每一列都是递增的,我们可以将这个查找过程视为在一个一维数组上进行,这使得二分查找成为合适的选择。
首先,我们将数组转置,得到一个新的n行m列的矩阵,这样查找就可以沿行方向进行,因为此时每一行已经变成了有序序列。然后,对于新矩阵中的每个元素,我们在其所在的那一行应用标准的二分查找。查找过程中,我们不断比较目标值与中间元素,如果目标值小于中间元素,则在左半部分继续查找;如果大于,就在右半部分查找;等于则直接返回索引。
以下是C++代码示例:
```cpp
int binarySearch(vector<int>& row, int target) {
int left = 0, right = row.size() - 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (row[mid] == target)
return mid;
else if (row[mid] < target)
left = mid + 1;
else
right = mid - 1;
}
// 如果未找到,返回-1表示不在数组内
return -1;
}
void searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
vector<int> transposedRow(matrix[0].size());
for (int i = 0; i < matrix.size(); ++i) {
for (int j = 0; j < matrix[i].size(); ++j) {
transposedRow[j] = matrix[i][j];
}
int index = binarySearch(transposedRow, target);
if (index != -1)
cout << "Element found at (" << i << ", " << index << ")" << endl;
}
}
```
性能分析:
- 对于每个元素,我们都需要在一维数组上执行一次二分查找,时间复杂度是O(log m),其中m是列数。
- 总的时间复杂度是O(m * log n),因为我们对每一行都进行了这样的查找操作,n是行数。
- 空间复杂度是O(n),用于存储转置后的行。
阅读全文