3.13 矩阵

src/main/java/array/ProductExceptSelf.java

@@ -0,0 +1,39 @@
+package array;
+/**
+ * 题目：238. 除自身以外数组的乘积 (productExceptSelf)
+ * 描述：给你一个整数数组 nums，返回 数组 answer ，其中 answer[i] 等于 nums 中除 nums[i] 之外其余各元素的乘积 。
+ * 题目数据 保证 数组 nums之中任意元素的全部前缀元素和后缀的乘积都在  32 位 整数范围内。
+ * 请 不要使用除法，且在 O(n) 时间复杂度内完成此题。
+
+ * 链接：https://leetcode.cn/problems/product-of-array-except-self/
+ *
+ 示例 1:
+ 输入: nums = [1,2,3,4]
+ 输出: [24,12,8,6]
+
+ 示例 2:
+ 输入: nums = [-1,1,0,-3,3]
+ 输出: [0,0,9,0,0]
+ */
+//没做出来
+public class ProductExceptSelf {
+    public int[] productExceptSelf(int[] nums) {
+        int size=nums.length;
+        if(size==0)
+            return new int[]{};
+        int[] left=new int[size],right=new int[size];
+        left[0]=1;
+        right[size-1]=1;
+        for (int i = 1; i < size; i++) {
+            left[i]=left[i-1]*nums[i-1];
+        }
+        for (int j = size-2; j >=0 ; j--) {
+            right[j]=right[j+1]*nums[j+1];
+        }
+        int[]res=new int[size];
+        for (int k = 0; k < size; k++) {
+            res[k]=left[k]*right[k];
+        }
+        return res;
+    }
+}

src/main/java/matrix/RotateImage.java

@@ -0,0 +1,54 @@
+package matrix;
+/**
+ * 题目：48. 旋转图像 (setZeroes)
+ * 描述：给定一个 n × n 的二维矩阵 matrix 表示一个图像。请你将图像顺时针旋转 90 度。
+ * 你必须在 原地 旋转图像，这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。请不要 使用另一个矩阵来旋转图像。
+
+ * 链接：https://leetcode.cn/problems/rotate-image/description/
+ *
+ 示例 1:
+ 输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
+ 输出：[[7,4,1],[8,5,2],[9,6,3]]
+
+ 示例 2:
+ 输入：matrix = [[5,1,9,11],[2,4,8,10],[13,3,6,7],[15,14,12,16]]
+ 输出：[[15,13,2,5],[14,3,4,1],[12,6,8,9],[16,7,10,11]]
+ */
+//不会原地旋转，只会借助辅助数组
+public class RotateImage {
+    public void rotate(int[][] matrix) {
+        int n = matrix.length;
+        int[][] matrix_new = new int[n][n];
+        for (int i = 0; i < n; ++i) {
+            for (int j = 0; j < n; ++j) {
+                matrix_new[j][n - i - 1] = matrix[i][j];
+            }
+        }
+        for (int i = 0; i < n; ++i) {
+            for (int j = 0; j < n; ++j) {
+                matrix[i][j] = matrix_new[i][j];
+            }
+        }
+    }
+    //原地旋转， (i,j)->(j,n-i-1)  == 先翻转(j,i)->再交换左右列(j,n-i-1)
+    public void rotate1(int[][] matrix) {
+        int n = matrix.length;
+        // 1. 转置矩阵：行列互换
+        for (int i = 0; i < n; i++) {
+            // j 从 i+1 开始，避免重复交换
+            for (int j = i + 1; j < n; j++) {
+                int temp = matrix[i][j];
+                matrix[i][j] = matrix[j][i];
+                matrix[j][i] = temp;
+            }
+        }
+        // 2. 翻转每一行：相当于水平翻转
+        for (int i = 0; i < n; i++) {
+            for (int j = 0; j < n / 2; j++) {
+                int temp = matrix[i][j];
+                matrix[i][j] = matrix[i][n - 1 - j];
+                matrix[i][n - 1 - j] = temp;
+            }
+        }
+    }
+}

src/main/java/matrix/SearchMatrix.java

@@ -0,0 +1,34 @@
+package matrix;
+/**
+ * 题目：240. 搜索二维矩阵 II (searchMatrix)
+ * 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。
+
+ * 链接：https://leetcode.cn/problems/search-a-2d-matrix-ii/
+ *
+ 示例 1:
+ 输入：matrix = [[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]], target = 5
+ 输出：true
+
+ 示例 2:
+ 输入：matrix = [[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]], target = 20
+ 输出：false
+ */
+//高效的方法不会
+public class SearchMatrix {
+    //矩阵逆时针旋转45，右上角的元素看作树根，左边比他小，右边比他大
+    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
+        int row=matrix.length,col=matrix[0].length;
+        int i=0,j=col-1;
+        while (i<row && j>=0){
+            if(target<matrix[i][j])
+                j-=1;
+            else if(target==matrix[i][j])
+                return true;
+            else
+                i+=1;
+        }
+        return false;
+    }
+}

src/main/java/matrix/SetZeroes.java

@@ -0,0 +1,43 @@
+package matrix;
+
+import java.util.HashSet;
+
+/**
+ * 题目：73. 矩阵置零 (setZeroes)
+ * 描述：给定一个 m x n 的矩阵，如果一个元素为 0 ，则将其所在行和列的所有元素都设为 0 。请使用 原地 算法。
+
+ * 链接：https://leetcode.cn/problems/set-matrix-zeroes/
+ 示例 1:
+ 输入：matrix = [[1,1,1],[1,0,1],[1,1,1]]
+ 输出：[[1,0,1],[0,0,0],[1,0,1]]
+
+ 示例 2:
+ 输入：matrix = [[0,1,2,0],[3,4,5,2],[1,3,1,5]]
+ 输出：[[0,0,0,0],[0,4,5,0],[0,3,1,0]]
+ */
+public class SetZeroes {
+    public void setZeroes(int[][] matrix) {
+        int row=matrix.length;
+        int col=matrix[0].length;
+        HashSet<Integer>iset=new HashSet<>();
+        HashSet<Integer>jset=new HashSet<>();
+        for (int i = 0; i < row; i++) {
+            for (int j = 0; j < col; j++) {
+                if(matrix[i][j]==0) {
+                    iset.add(i);
+                    jset.add(j);
+                }
+            }
+        }
+        for (Integer integer : iset) {
+            for (int j = 0; j < col; j++) {
+                matrix[integer][j]=0;
+            }
+        }
+        for (Integer integer : jset) {
+            for (int i = 0; i < row; i++) {
+                matrix[i][integer]=0;
+            }
+        }
+    }
+}

src/main/java/matrix/SpiralOrder.java

@@ -0,0 +1,66 @@
+package matrix;
+
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.List;
+/**
+ * 题目：54. 螺旋矩阵 (spiralOrder)
+ * 描述：给你一个 m 行 n 列的矩阵 matrix ，请按照 顺时针螺旋顺序 ，返回矩阵中的所有元素。
+
+ * 链接：https://leetcode.cn/problems/spiral-matrix/
+ 示例 1:
+ 输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
+ 输出：[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
+
+ 示例 2:
+ 输入：matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
+ 输出：[1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]
+ */
+//没想出
+public class SpiralOrder {
+    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
+        List<Integer> result = new ArrayList<>();
+        // 边界判断：空矩阵直接返回空结果
+        if (matrix == null || matrix.length == 0) {
+            return result;
+        }
+
+        // 初始化边界变量
+        int top = 0;                        // 上边界（第一行索引）
+        int bottom = matrix.length - 1;       // 下边界（最后一行索引）
+        int left = 0;                       // 左边界（第一列索引）
+        int right = matrix[0].length - 1;     // 右边界（最后一列索引）
+
+        // 当上边界 <= 下边界 且 左边界 <= 右边界 时继续遍历
+        while (top <= bottom && left <= right) {
+            // 1. 从左到右遍历上边界
+            for (int j = left; j <= right; j++) {
+                result.add(matrix[top][j]);
+            }
+            top++;  // 遍历完上边界后，上边界下移
+
+            // 2. 从上到下遍历右边界
+            for (int i = top; i <= bottom; i++) {
+                result.add(matrix[i][right]);
+            }
+            right--;  // 遍历完右边界后，右边界左移
+
+            // 3. 判断是否还有剩余的行，若有，则从右到左遍历下边界
+            if (top <= bottom) {
+                for (int j = right; j >= left; j--) {
+                    result.add(matrix[bottom][j]);
+                }
+                bottom--;  // 遍历完下边界后，下边界上移
+            }
+
+            // 4. 判断是否还有剩余的列，若有，则从下到上遍历左边界
+            if (left <= right) {
+                for (int i = bottom; i >= top; i--) {
+                    result.add(matrix[i][left]);
+                }
+                left++;  // 遍历完左边界后，左边界右移
+            }
+        }
+
+        return result;
+    }
+}

src/test/java/array/ProductExceptSelfTest.java

@@ -0,0 +1,18 @@
+package array;
+
+import org.junit.Test;
+
+import java.util.Arrays;
+
+import static org.junit.Assert.*;
+
+public class ProductExceptSelfTest {
+
+    @Test
+    public void productExceptSelf() {
+        int[]nums=new int[]{-1,1,0,-3,3};
+        ProductExceptSelf solution = new ProductExceptSelf();
+        int[]res=solution.productExceptSelf(nums);
+        System.out.println(Arrays.toString(res));
+    }
+}

src/test/java/matrix/RotateImageTest.java

@@ -0,0 +1,19 @@
+package matrix;
+
+import org.junit.Test;
+
+import java.util.Arrays;
+
+import static org.junit.Assert.*;
+
+
+public class RotateImageTest {
+
+    @Test
+    public void rotate() {
+        RotateImage solution = new RotateImage();
+        int[][] nums=new int[][]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
+        solution.rotate(nums);
+        System.out.println(Arrays.deepToString(nums));
+    }
+}

src/test/java/matrix/SearchMatrixTest.java

@@ -0,0 +1,20 @@
+package matrix;
+
+import org.junit.Test;
+
+import static org.junit.Assert.*;
+
+public class SearchMatrixTest {
+
+    @Test
+    public void searchMatrix() {
+        int [][]martix={{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}};
+        int targer=20;
+        SearchMatrix solution = new SearchMatrix();
+        boolean res=solution.searchMatrix(martix,targer);
+        if(res)
+            System.out.println("yes");
+        else
+            System.out.println("no");
+    }
+}

src/test/java/matrix/SetZeroesTest.java

@@ -0,0 +1,18 @@
+package matrix;
+
+import org.junit.Test;
+
+import java.util.Arrays;
+
+import static org.junit.Assert.*;
+
+public class SetZeroesTest {
+
+    @Test
+    public void setZeroes() {
+        int[][]matrix=new int[][]{{0,1,2,0},{3,4,5,2},{1,3,1,5}};
+        SetZeroes solution = new SetZeroes();
+        solution.setZeroes(matrix);
+        System.out.println(Arrays.deepToString(matrix));
+    }
+}

src/test/java/matrix/SpiralOrderTest.java

@@ -0,0 +1,22 @@
+package matrix;
+
+import org.junit.Test;
+
+import java.util.Arrays;
+
+import static org.junit.Assert.*;
+
+public class SpiralOrderTest {
+
+    @Test
+    public void spiralOrder() {
+        int[][] matrix = {
+                {1, 2, 3},
+                {4, 5, 6},
+                {7, 8, 9}
+        };
+        SpiralOrder solution = new SpiralOrder();
+        solution.spiralOrder(matrix);
+        System.out.println(Arrays.deepToString(matrix));
+    }
+}