[LeetCode] 1198. Find Smallest Common Element in All Rows

Given an m x n matrix mat where every row is sorted in strictly increasing order, return the smallest common element in all rows.

If there is no common element, return -1.

Example 1:

Input: mat = [[1,2,3,4,5],[2,4,5,8,10],[3,5,7,9,11],[1,3,5,7,9]]
Output: 5

Example 2:

Input: mat = [[1,2,3],[2,3,4],[2,3,5]]
Output: 2

Constraints:

• m == mat.length
• n == mat[i].length
• 1 <= m, n <= 500
• 1 <= mat[i][j] <= 104
• mat[i] is sorted in strictly increasing order.

找出所有行中最小公共元素。

给你一个矩阵 mat，其中每一行的元素都已经按 严格递增 顺序排好了。请你帮忙找出在所有这些行中 最小的公共元素。

如果矩阵中没有这样的公共元素，就请返回 -1。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/find-smallest-common-element-in-all-rows
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这道题我提供两种思路，一种是hashmap，一种是二分法。

首先是hashmap。我们利用一个hashmap统计这个二维矩阵里面所有的元素各自都出现了几次，最后再统计每个元素的出现次数，找出出现次数 = n 的最小的元素。

时间O(mn)

空间O(n)

Java实现

class Solution {
    public int smallestCommonElement(int[][] mat) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        int m = mat.length;
        int n = mat[0].length;
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                map.put(mat[i][j], map.getOrDefault(mat[i][j], 0) + 1);
            }
        }

        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for (int key : map.keySet()) {
            if (map.get(key) == m) {
                min = Math.min(min, key);
            }
        }
        return min == Integer.MAX_VALUE ? -1 : min;
    }
}

二分法的做法是，针对第一行的每个元素，利用二分法在剩余的行里面找是不是存在，对于第一行的某个元素 i，如果他在某一行不存在了，则可以break，检查下一个元素。如果所有的元素都不满足条件则整个函数return false。

时间O(m * logn)

空间O(1)

Java实现

class Solution {
    public int smallestCommonElement(int[][] mat) {
        int m = mat.length;
        int n = mat[0].length;
        for (int i : mat[0]) {
            boolean found = true;
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                if (!helper(mat[j], i)) {
                    found = false;
                    break;
                }
            }
            if (found) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    private boolean helper(int[] row, int target) {
        int left = 0;
        int right = row.length - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (row[mid] > target) {
                right = mid - 1;
            } else if (row[mid] < target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

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