矩阵处理算法题目集合

leetcode48 旋转图像

思路

  • 1/4 矩阵旋转

leetcode289 生命游戏

根据 百度百科 , 生命游戏 ,简称为 生命 ,是英国数学家约翰·何顿·康威在 1970 年发明的细胞自动机。 给定一个包含 m × n 个格子的面板,每一个格子都可以看成是一个细胞。每个细胞都具有一个初始状态: 1 即为 活细胞 (live),或 0 即为 死细胞 (dead)。每个细胞与其八个相邻位置(水平,垂直,对角线)的细胞都遵循以下四条生存定律: 如果活细胞周围八个位置的活细胞数少于两个,则该位置活细胞死亡; 如果活细胞周围八个位置有两个或三个活细胞,则该位置活细胞仍然存活; 如果活细胞周围八个位置有超过三个活细胞,则该位置活细胞死亡; 如果死细胞周围正好有三个活细胞,则该位置死细胞复活; 下一个状态是通过将上述规则同时应用于当前状态下的每个细胞所形成的,其中细胞的出生和死亡是同时发生的。给你 m x n 网格面板 board 的当前状态,返回下一个状态。

题解

leecode 题解

使用二进制的第二位存储修改后的状态。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
class Solution {
public:
void gameOfLife(vector<vector<int>>& board) {
int dx[] = {-1, 0, 1, -1, 1, -1, 0, 1};
int dy[] = {-1, -1, -1, 0, 0, 1, 1, 1};

for(int i = 0; i < board.size(); i++) {
for(int j = 0 ; j < board[0].size(); j++) {
int sum = 0;
for(int k = 0; k < 8; k++) {
int nx = i + dx[k];
int ny = j + dy[k];
if(nx >= 0 && nx < board.size() && ny >= 0 && ny < board[0].size()) {
sum += (board[nx][ny]&1); // 只累加最低位
}
}
if(board[i][j] == 1) {
if(sum == 2 || sum == 3) {
board[i][j] |= 2; // 使用第二个bit标记是否存活
}
} else {
if(sum == 3) {
board[i][j] |= 2; // 使用第二个bit标记是否存活
}
}
}
}
for(int i = 0; i < board.size(); i++) {
for(int j = 0; j < board[i].size(); j++) {
board[i][j] >>= 1; //右移一位,用第二bit覆盖第一个bit。
}
}
}
};

矩阵哈希

leetcode36 有效的数独

请你判断一个 9 x 9 的数独是否有效。只需要 根据以下规则 ,验证已经填入的数字是否有效即可。 数字 1-9 在每一行只能出现一次。 数字 1-9 在每一列只能出现一次。 数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。(请参考示例图)

题解

分别从行、列和九宫格统计数字出现次数

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
bool isValidSudoku(vector<vector<char>>& board) {

vector<vector<bool>> row(9, vector<bool>(9, false));
vector<vector<bool>> col(9, vector<bool>(9, false));
vector<vector<bool>> box(9, vector<bool>(9, false));

for (int i = 0; i < 9; i ++) {
for (int j = 0; j < 9; j ++) {
if (board[i][j] == '.') continue;
int b = i / 3 * 3 + j / 3;
int no = board[i][j] - '0' - 1;
if (row[i][no] || col[j][no] || box[b][no]) return false;
row[i][no] = true;
col[j][no] = true;
box[b][no] = true;
}
}

return true;
}

leetcode240 搜索二维矩阵 II

编写一个高效的算法来搜索 m x n 矩阵 matrix 中的一个目标值 target 。该矩阵具有以下特性: 每行的元素从左到右升序排列。 每列的元素从上到下升序排列。

利用特性缩小检索范围

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
int m = matrix.size(), n = matrix[0].size();
int a = 0, b = 0;
int i = m - 1, j = n - 1;
while (i >= 0 && j >= 0) {
if (matrix[i][j] < target) return false;
while (b < n - 1 && matrix[i][b] < target) {
b ++;
}
if (matrix[i][b] == target) return true;
i --;
while (a < m - 1 && matrix[a][j] < target) {
a ++;
}
if (matrix[a][j] == target) return true;
j --;
}
return false;
}

转换为二叉搜索树

参考题解

p