leetcode240：搜索二维矩阵II

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题目描述

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。

C++ 代码

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

/*
    从左下角（或右上角）开始查找
    
    时间复杂度：O(m+n)
        其中 m 和 n 分别是矩阵的行数和列数。
    空间复杂度：O(1)
*/
class Solution {
public:
    bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
        if (matrix.empty() || matrix[0].empty()) {
            return false;
        }

        int m = matrix.size(), n = matrix[0].size();
        int i = 0, j = n-1;

        while (i < m && j >= 0) {
            if (matrix[i][j] == target) {
                return true;
            } else if (matrix[i][j] < target) {
                i++; // 该数偏小，向下移动
            } else {
                j--; // 该数偏大，向上移动
            }
        }
        
        // 若 while 循环后没有找到，则 target 不存在
        return false;
    }
};

// 辅助函数：打印数组
void printArray(const vector<int>& nums) {
    cout << "[";
    for (size_t i = 0; i < nums.size(); i++) {
        cout << nums[i];
        if (i != nums.size() - 1) cout << ",";
    }
    cout << "]";
}

// 辅助函数：打印二维数组
void printArray(const vector<vector<int>>& nums) {
    cout << "[";
    for (size_t i = 0; i < nums.size(); i++) {
        cout << "[";
        for (size_t j = 0; j < nums[i].size(); j++) {
            cout << nums[i][j];
            if (j != nums[i].size() - 1) cout << ",";
        }
        cout << "]";
        if (i != nums.size() - 1) cout << ",";
    }
    cout << "]";
}

int main() {
    Solution solution;
    vector<vector<vector<int>>> matrix_cases = {
        // 示例 1
        {
            {1,4,7,11,15},
            {2,5,8,12,19},
            {3,6,9,16,22},
            {10,13,14,17,24},
            {18,21,23,26,30}
        },
        // 示例 2：目标值不存在
        {
            {1,4,7,11,15},
            {2,5,8,12,19},
            {3,6,9,16,22},
            {10,13,14,17,24},
            {18,21,23,26,30}
        },
        // 示例 3：单个元素存在
        {{1}},
        // 示例 4：单个元素不存在
        {{2}},
        // 示例 5：空矩阵
        {}
    };
    vector<int> target_cases = {5, 20, 1, 1, 0};

    for (size_t i = 0; i < matrix_cases.size(); i++) {
        auto& matrix = matrix_cases[i];
        int target = target_cases[i];

        cout << "Input: matrix = ";
        printArray(matrix);
        cout << ", target: " << target << endl;
        bool result = solution.searchMatrix(matrix, target);
        cout << "Output: " << (result ? "true" : "false") << endl;
    }

    return 0;
}