LeetCode高频题73. 矩阵置零

提示：本题是系列LeetCode的150道高频题，你未来遇到的互联网大厂的笔试和面试考题，基本都是从这上面改编而来的题目
互联网大厂们在公司养了一大批ACM竞赛的大佬们，吃完饭就是设计考题，然后去考应聘人员，你要做的就是学基础树结构与算法，然后打通任督二脉，以应对波云诡谲的大厂笔试面试题！
你要是不扎实学习数据结构与算法，好好动手手撕代码，锻炼解题能力，你可能会在笔试面试过程中，连题目都看不懂！比如华为，字节啥的，足够让你读不懂题

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题目

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。

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一、审题

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]]

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]]

提示：

m == matrix.length
n == matrix[0].length
1 <= m, n <= 200
-231 <= matrix[i][j] <= 231 - 1

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/set-matrix-zeroes
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最简单的就是外部辅助空间记录哪些行和列，需要变0

当然，你遍历过程中，遇到0，不能立马改整行和整列，否则你待会不知道遇到的0是怎么来的

用一个行哈希表，列哈希表，记录哪些行，哪些列应该直接变零
耗费额外空间的

代码也很简单

        //复习：
        public void setZeroesReview(int[][] matrix) {
    
            if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) return;

            int N = matrix.length;
            int M = matrix[0].length;

            //辅助
            HashSet<Integer> rowSet = new HashSet<>();
            HashSet<Integer> columnSet = new HashSet<>();

            //遍历
            for (int i = 0; i < N; i++) {
    
                for (int j = 0; j < M; j++) {
    
                    if (matrix[i][j] == 0){
    
                        rowSet.add(i);
                        columnSet.add(j);
                    }
                }
            }

            //再修改
            for (int i = 0; i < N; i++) {
    
                for (int j = 0; j < M; j++) {
    
                    if (rowSet.contains(i)) matrix[i][j] = 0;
                    if (columnSet.contains(j)) matrix[i][j] = 0;
                }
            }
        }

测试；

    public static void test(){
    
        Solution solution = new Solution();
        int[][] arr = {
    
                {
    1,1,2,4},
                {
    3,1,5,2},
                {
    0,3,1,1},
                {
    1,3,1,0}};
        solution.setZeroes(arr);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    
            for (int j = 0; j < arr[0].length; j++) {
    
                System.out.print(arr[i][j] +" ");
            }
            System.out.println();
        }

        System.out.println();
        int[][] arr2 = {
    
                {
    1,1,2,4},
                {
    3,1,5,2},
                {
    0,3,1,1},
                {
    1,3,1,0}};
        solution.setZeroesReview(arr2);
        for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {
    
            for (int j = 0; j < arr2[0].length; j++) {
    
                System.out.print(arr2[i][j] +" ");
            }
            System.out.println();
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
    
        test();
    }

结果：

0 1 2 0 
0 1 5 0 
0 0 0 0 
0 0 0 0 

0 1 2 0 
0 1 5 0 
0 0 0 0 
0 0 0 0 

LeetCode测试:

外部辅助首先耗费空间
其次时间也挺慢

题目说了用：原地算法 搞

咱们来一波节约空间和时间的做法

我们想干啥呢？？
用第0行来记录，这一行，是否要整体变0？？？
用第0列来记录，这一列，是否要整体变0？？？

如果遍历过程中，发现某一行i需要变0，那i行0列这个格子就要记录
如果遍历过程中，发现某一列j需要变0，那0行j列这个格子就要记录

那注意了
你万一第0行，需要整体变0，怎么记录，单独拿一个变量row0来记录，
你万一第0列，需要整体变0，怎么记录，单独拿一个变量column0来记录，

咱们一开始就先遍历0行，如果遇到0，row0=true
咱们一开始就先遍历0列，如果遇到0，column0=true

然后遍历i=1–N-1行，遍历j=1–M-1列，用第0行和0列记录
用0记录，回头你检查，不是0的都不要动，是0的整行，或者整列都得变0

然后变的时候，当然是根据0行和0列先搞0–N-1行和0–M-1列【注意这可是整个矩阵的行列都变哦】
然后检查row0和column0，决定整个0行和0列要不要变

这就是原地算法的意思
手撕代码：

        //如果遍历过程中，发现某一行i需要变0，那i行0列这个格子就要记录
        //如果遍历过程中，发现某一列j需要变0，那0行j列这个格子就要记录
        public void setZeroesSource(int[][] matrix) {
    
            if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) return;

            int N = matrix.length;
            int M = matrix[0].length;

            //俩变量记录
            //咱们一开始就先遍历0行，如果遇到0，row0=true
            //咱们一开始就先遍历0列，如果遇到0，column0=true
            boolean row0 = false;
            boolean column0 = false;
            for (int i = 0; i < N; i++) {
    
                if (matrix[i][0] == 0) column0 = true;
            }
            for (int j = 0; j < M; j++) {
    
                if (matrix[0][j] == 0) row0 = true;
            }
            //然后遍历i=1--N-1行，遍历j=1--M-1列，用第0行和0列记录
            //用2记录，回头你检查，不是2的都不要动，是2的整行，或者整列都得变0
            for (int i = 1; i < N; i++) {
    
                for (int j = 1; j < M; j++) {
    
                    if (matrix[i][j] == 0) {
    
                        matrix[i][0] = 0;
                        matrix[0][j] = 0;//对应俩格子记录0，代表这一行，这一列都得是0
                    }
                }
            }

            //然后变的时候，当然是根据0行和0列先搞1--N-1行和1--M-1列
            //然后检查row0和column0，决定整个0行和0列要不要变
            for (int i = 1; i < N; i++) {
    
                for (int j = 1; j < M; j++) {
    
                    if (matrix[i][0] == 0) matrix[i][j] = 0;//这一行都得是0
                    if (matrix[0][j] == 0) matrix[i][j] = 0;//这一列都得是0
                }
            }
            if (row0)
                for (int j = 0; j < M; j++) {
    
                    matrix[0][j] = 0;
                }
            if (column0)
                for (int i = 0; i < N; i++) {
    
                    matrix[i][0] = 0;
                }
        }

测试

        System.out.println();
        int[][] arr3 = {
    
                {
    1,1,2,4},
                {
    3,1,5,2},
                {
    0,3,1,1},
                {
    1,3,1,0}};
        solution.setZeroesSource(arr3);
        for (int i = 0; i < arr3.length; i++) {
    
            for (int j = 0; j < arr3[0].length; j++) {
    
                System.out.print(arr3[i][j] +" ");
            }
            System.out.println();
        }

很OK

0 1 2 0 
0 1 5 0 
0 0 0 0 
0 0 0 0 

LeetCode测试：


看看，整个空间，直接就大大地优化了

不过速度咋还慢呢？？？
不管，因为LeetCode有时候记录时间就是不准的，这已经是最好的算法了。

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总结

提示：重要经验：

1）用辅助空间势必耗费额外空间
2）这种记录要变0或者1的事，可以原地记录，简单几个变量就行
3）笔试求AC，可以不考虑空间复杂度，但是面试既要考虑时间复杂度最优，也要考虑空间复杂度最优。