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[LeetCode]73.Set Matrix

时间:2015-12-25 15:10:58      阅读:185      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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Given a m x n matrix, if an element is 0, set its entire row and column to 0. Do it in place.

Follow up:

Did you use extra space?
A straight forward solution using O(mn) space is probably a bad idea.
A simple improvement uses O(m + n) space, but still not the best solution.
Could you devise a constant space solution?


题目要求修改矩阵中数字0所在的行列数据为0,题目难度为Medium。

题目的关键在于in-place,所谓in-place,即要求空间复杂度为O(1)。

【初始思路】

首先想到的思路,最简单的,二层循环,哪一行遇到0, 把行号记录到行map里。 哪一列遇到,把列好记录到列map里。

然后,对每个map迭代,把对应行和列置为0就行。

不用分析了,直接上代码。

【Show me the Code!!!】

技术分享setZeroes

很明显,使用了额外空间,而且空间复杂度为O(m+n), 因为行map大小最坏情况==m, 列map大小最坏情况==n。

【Follow-up Question】

能否不用额外空间做,用常数空间?

这个时候应该有一个意识,遇到数组、矩阵的数据,还要求常数空间的,尽量尝试在数组和矩阵中保存中间结果来实现。

本题也不例外!

怎么保存?

可以从题目要求着手分析。不管在哪个位置遇到了0, 该行该列的其他数字,最终都没有任何意义,因为最终都要被置为0。那么我们可否在该行该列找一个位置用来做个mark呢?

那么,最简单的mark位置,就是第一行第一列嘛。 用第一行来保存各个列的mark,用第一列来保存各个行的mark。最终,分别看第一行和第一列的mark把该行该列置为0不就完了么?!

想起来是很清晰简单的,但是实现了一下,试了两个用例就不行了,我们来看看下面的例子。

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按照上面算法, 在执行完行列mark后,矩阵变为:

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那么,按照上面的第一行第一列置位的算法,第一行全部置为0(上方红色箭头), 第一列全部置为0(左边红色箭头),矩阵变为下面:

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这显然是错误的,因为第一行除了第一个位置外,其他位置不应该置为0.

问题出在哪里?

应该能看到,问题出在了第一行第一列。因为我们用第一行存储各列的置位情况,用第一列存储各行的置位情况。那么第一行第一列岂不身兼两职?

所以,我考虑引入一个int extra位,单独用来做第一行的置位,而让第一行第一列位置只作第一列的置位情况,这样就把职责区分开了,看下图

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当第一行中有零的时候,extra置为0,作为第一行的mark, 而[0][0]位置作为第一列的mark。那么在mark循环执行完后,矩阵变为上面的样子。

到了这里接下来怎么做就一目了然了, 各行各列还是按照mark位是否为0来给各行各列置位。

我们来看下面例子:

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显然, 最终变化应该是第一行和最后一列变为0,其他都保持不变, 我们按照上面的改进算法来走走看:

当走完所有mark流程后,矩阵变为:

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这一步没问题, 接下来,我们对各行各列置位, 首先因为extra负责的是第一行的置位mark, 此时extra==0, 所以第一行全部置位0:

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接下来,第二行置位,第二行第一列不是0, 所以本行无需置位。

然后,根据第一行各列对矩阵各个列进行置位,问题来了,根据上面的结果, 这个时候,置位将变为:

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这什么情况?!?

显然,原因出在,第一行根据extra置位的时候,我们错误地把[0][0]位也置为0了, 因为[0][0]位其实指示的是第一列的mark,所以[0][0]位不能动!

OK,按行置位改进一下:对第一行第一列不动。其他行算法不变。

这个时候,再根据第一行各个列的情况,对各列置位。

最最后, 一定不能忘记,[0][0]位置我们在按行置位的时候是跳过的,而按列置位的时候,结果也并不会影响这一位的情况。所以在程序的最后,一定要看看[0][0]位是否需要置位为0,根据什么看呢?对了!extra位!

【Show me the Code!!!】  

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 1 public static void setZeroesConstanceSpace(int[][] matrix) {
 2         if (matrix == null) return;
 3         int extra = Integer.MAX_VALUE;
 4         for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
 5             for (int j = 0; j < matrix[0].length; j++) {
 6                 if (matrix[i][j] == 0) {
 7                     //借助matrix自身记录i和j
 8                     if (i == 0) {
 9                         //第一行记录到一个附加位上
10                         extra = 0;
11                     } else {
12                         matrix[i][0] = 0;
13                     }
14                     matrix[0][j] = 0;
15                 }
16             }
17         }
18         //遍历第一行,从第2列到最后一列, 确定哪些列需要置0
19         for (int i = 1; i < matrix[0].length; i++) {
20             if (matrix[0][i] == 0) {
21                 for (int j = 0; j < matrix.length; j++) {
22                     matrix[j][i] = 0;
23                 }
24             }
25         }
26 
27         //遍历第一列第1行到最后一行, 确定都有哪些行需要置0
28         //第一行第一列先不做变动
29         for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
30             if (i == 0) {
31                 if (extra == 0) {
32                     for (int j = 1; j < matrix[0].length; j++) {
33                         matrix[0][j] = 0;
34                     }
35                 }
36             } else {
37                 if (matrix[i][0] == 0) {
38                     for (int j = 0; j < matrix[0].length; j++) {
39                         matrix[i][j] = 0;
40                     }
41                 }
42             }
43         }
44 
45         //看看matrix[0][0]是否需要把第一列置0
46         if (matrix[0][0] == 0) {
47             for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
48                 matrix[i][0] = 0;
49             }
50         }
51         if (extra == 0) {
52             matrix[0][0] = 0;
53         }
54     }

setZeroesConstanceSpace

[LeetCode]73.Set Matrix

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原文地址:http://www.cnblogs.com/xdjyw/p/5075732.html

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