[Python数据结构与算法] 1. 二维数组的查找

2018-07-18  本文已影响0人  revlis

在一个二维数组中(每个一维数组的长度相同),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。
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方法 1(我第一感觉的写法,好瓜啊): list.count(target)

class Solution:
    def Find(self, target, array):
        for i in range(len(array)):
            if array[i].count(target)>0:
                return True
        return False
time (ms) memory (kB)
443 6060

方法 2 (张学志): if target in list

class Solution:
    def Find(self, target, array):
        flag = False
        for index in range(len(array)):
            if target in array[index]:
                flag = True
        return flag
time (ms) memory (kB)
438 6044

方法1和方法2都是调用python标准库函数,底层实现是一样的。

方法2改进版:

class Solution:
    def Find(self, target, array):
        for index in range(len(array)):
            if target in array[index]:
                return True
        return False
time (ms) memory (kB)
403 5880

如果在array中有好几个和target一样的元素,方法1和方法2都可能遍历到每个相同元素,而方法2改进版遍历到第一个相同目标元素就break了。在这种特殊情况下,方法2改进版会稍微快一点。显然,这两种方法都没有利用题目所示的二维数组的性质:

  • 每个一维数组长度相同;
  • 从左至右,从上至下递增。

方法3 (张学志):利用题中数组的特性

table
A B C (start)
D E F
F (stop) G H

假设有两个指针,分别是行和列,从右上角开始遍历,
如果target<C,则target<列{CFH},列指针左移到B;
如果target<B,列指针继续左移,反之,则行指针下移。

如果target>C,则target>行{ABC},行指针下移到F;
如果target<F,列指针左移,反之,行指针继续下移。

有点晕?

举个实例

table
1 2 8
3 4 9
9 10 12
target=7
1 (step 2) 7>2 (step 1) 7<8
3 (step 3) 7>4 9
(step 5) 7<9 (stop) (step 4) 7<10 12

不存在

target=10
1 2 (step 1) 10>8
3 7>4 (step 2) 10>9
9 (step 4) 10==10 (stop) (step 3) 10<12

存在

class Solution:
   def Find(self, target,array ):
       nrow = len(array)
       ncol = len(array[0])
       row = 0
       col = ncol-1
       while row<nrow and col>=0:
           if target == array[row][col]:
               return True
           elif target > array[row][col]:
               row += 1
           else:
               col -= 1
       return False
time (ms) memory (kB)
182 5728

时间复杂度对比 (对于m行*n列的数组)

方法 大O
方法1 m*n
方法2 m*n
方法3 m+n-1

总结

题目本身不限制语言的,应该是希望coder考虑时空复杂度以及数组本身的特性。如果选择用python,那么方法2改进版应该是最pythonic的写法,简单易懂。具体选择什么方法取决于现实数据量的大小。如果真的要极致的performance,还是用C吧,哈哈。

参考

python list 函数

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