java算法Leecode刷題統計有序矩陣中的負數

leecode 1351. 統計有序矩陣中的負數

【Java 刷題打卡】

那就幹吧! 這個專欄都是刷的題目都是關於二分法的,我會由淺入深、循序漸進,刷題就是這樣需要連續不斷的記憶–艾賓浩斯記憶法2121112。二分法的內容不多,但是都是每個程序員必備的

給你一個 m * n 的矩陣 grid,矩陣中的元素無論是按行還是按列,都以非遞增順序排列。 

請你統計並返回 grid 中 負數 的數目。

示例 1

輸入:grid = [[4,3,2,-1],[3,2,1,-1],[1,1,-1,-2],[-1,-1,-2,-3]]
輸出:8
解釋:矩陣中共有 8 個負數。
示例 2:

輸入:grid = [[3,2],[1,0]]
輸出:0
示例 3:

輸入:grid = [[1,-1],[-1,-1]]
輸出:3
示例 4:

輸入:grid = [[-1]]
輸出:1

提示

m == grid.length
n == grid[i].length
1 <= m, n <= 100
-100 <= grid[i][j] <= 100

進階:你可以設計一個時間復雜度為 O(n + m) 的解決方案嗎?

Morris 遍歷算法整體步驟如下(假設當前遍歷到的節點為 x):

如果 x 無左孩子,則訪問 x 的右孩子,即 x = x.right。

如果 x 有左孩子,則找到 x 左子樹上最右的節點(即左子樹中序遍歷的最後一個節點,x 在中序遍歷中的前驅節點),我們記為 predecessor(前任)。根據predecessor 的右孩子是否為空,進行如下操作。

  • 如果predecessor 的右孩子為空,則將其右孩子指向 x,然後訪問 x 的左孩子,即 x = x.left。
  • 如果 predecessor 的右孩子不為空,則此時其右孩子指向 x,說明我們已經遍歷完 x 的左子樹,我們將 predecessor 的右孩子置空,然後訪問 x 的右孩子,即 x = x.right。

重復上述操作,直至訪問完整棵樹。

其實整個過程我們就多做一步:將當前節點左子樹中最右邊的節點指向它,這樣在左子樹遍歷完成後我們通過這個指向走回瞭 x,且能再通過這個知曉我們已經遍歷完成瞭左子樹,而不用再通過棧來維護,省去瞭棧的空間復雜度。

瞭解完這個算法以後,其他地方與方法二並無不同,我們同樣也是維護一個 pred 變量去比較即可,具體實現可以看下面的代碼,這裡不再贅述。

參考代碼

定義一顆樹

class TreeNode {
    int val;          // 頭結點
    TreeNode left;    // 左子樹
    TreeNode right;   // 右子樹
    TreeNode(int x) {
        val = x;
    }
}
// 測試方法
 public static void main(String[] args) {
        TreeNode treeNode = new TreeNode(1);
        treeNode.left = new TreeNode(2);
        treeNode.right = new TreeNode(3);
        System.out.println("xxxx結果 = " + preorderTraversal(treeNode));
}        

JAVA Morris

class Solution {
    public void recoverTree(TreeNode root) {
        TreeNode x = null, y = null, pred = null, predecessor = null;
        while (root != null) {
            if (root.left != null) {
                // predecessor 節點就是當前 root 節點向左走一步,然後一直向右走至無法走為止
                predecessor = root.left;
                while (predecessor.right != null && predecessor.right != root) {
                    predecessor = predecessor.right;
                }
                // 讓 predecessor 的右指針指向 root,繼續遍歷左子樹
                if (predecessor.right == null) {
                    predecessor.right = root;
                    root = root.left;
                }
                // 說明左子樹已經訪問完瞭,我們需要斷開鏈接
                else {
                    if (pred != null && root.val < pred.val) {
                        y = root;
                        if (x == null) {
                            x = pred;
                        }
                    }
                    pred = root;
                    predecessor.right = null;
                    root = root.right;
                }
            }
            // 如果沒有左孩子,則直接訪問右孩子
            else {
                if (pred != null && root.val < pred.val) {
                    y = root;
                    if (x == null) {
                        x = pred;
                    }
                }
                pred = root;
                root = root.right;
            }
        }
        swap(x, y);
    }
    public void swap(TreeNode x, TreeNode y) {
        int tmp = x.val;
        x.val = y.val;
        y.val = tmp;
    }
}

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