【C++刷题】力扣-#566-重塑矩阵

题目描述

在 MATLAB 中，有一个非常有用的函数 reshape ，它可以将一个 m x n 矩阵重塑为另一个大小不同（r x c）的新矩阵，但保留其原始数据。
给你一个由二维数组 mat 表示的 m x n 矩阵，以及两个正整数 r 和 c，分别表示想要的重构的矩阵的行数和列数。
重构后的矩阵需要将原始矩阵的所有元素以相同的行遍历顺序填充。
如果具有给定参数的 reshape 操作是可行且合理的，则输出新的重塑矩阵；否则，输出原始矩阵。

示例

示例 1

输入：nums = [[1,2],[3,4]], r = 1, c = 4
输出：[[1,2,3,4]]

示例 2

输入：nums = [[1,2],[3,4]], r = 2, c = 4
输出：[[1,2],[3,4]]
限制条件：
● 1 <= m, n, r, c <= 100
● m * n == r * c

题解

这个问题可以通过将原始矩阵展平为一维数组，然后再重新塑形为新的行和列数。

1. 展平矩阵：遍历原始矩阵，将所有元素放入一个一维数组中。
2. 重塑矩阵：根据新的行数 r 和列数 c，重新塑形一维数组为新的二维矩阵。

代码实现

vector<vector<int>> matrixReshape(vector<vector<int>>& mat, int r, int c) {
    int m = mat.size(), n = mat[0].size(); // 获取原始矩阵的行数和列数
    int total = m * n;                     // 计算总元素数量
    if (total != r * c) {                  // 检查重塑操作是否合理
        return mat; // 如果不合理，返回原始矩阵
    }

    vector<int> flatNums(total); // 创建一个一维数组来存储所有元素
    int k = 0;
    for (const auto& row : mat) {
        for (int num : row) {
            flatNums[k++] = num;
        }
    }

    vector<vector<int>> reshaped(r, vector<int>(c)); // 创建新的矩阵
    for (int i = 0; i < total; ++i) {
        reshaped[i / c][i % c] = flatNums[i]; // 填充新的矩阵
    }
    return reshaped;
}

复杂度分析

● 时间复杂度：O(m * n)，其中 m 和 n 分别是原始矩阵的行数和列数。我们需要遍历原始矩阵的所有元素。
● 空间复杂度：O(m * n)，用于存储展平后的一维数组。
这个算法的优势在于它直接使用简单的遍历和数组操作来重塑矩阵，而不需要复杂的数学计算。