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[Python数据结构与算法] 1. 二维数组的查找

[Python数据结构与算法] 1. 二维数组的查找

作者: revlis | 来源:发表于2018-07-18 20:37 被阅读0次

    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?

    • start:右上
    • target<element,列指针-- (左移)
    • target>element,行指针++(下移)
    • stop:左下

    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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