JavaScript 程序检查矩阵是否为上三角矩阵


上三角矩阵是一个方阵,它具有相同数量的行和列,并且所有位于从第一个单元格(位于左上角)到最后一个单元格(位于右下角)的主对角线以下的元素都为零。上三角表示下三角中的元素将为零。我们将实现一个正确的代码,并随着时间的推移讨论时间和空间复杂度。

示例

Input1:
mat = [ [ 1, 2, 3, 4],
   [ 0, 5, 6, 7],
   [ 0, 0, 8, 9],
   [ 0, 0, 0, 1]
]
Output1: Yes,

说明:我们可以看到主对角线包含元素 1、5、8 和 1,并且主对角线以下的所有单元格的值都为零。

Input2:
mat = [ [ 1, 2, 3, 4],
   [ 0, 5, 6, 7],
   [ 0, 0, 8, 9],
   [ 0, 1, 0, 1]
]
Output1: No

说明:我们可以看到主对角线包含元素 1、5、8 和 1,并且主对角线以下的所有单元格的值不都为零,因为最后一行第二列包含非零值。

方法

我们上面已经看到了一个例子,现在让我们看看实现代码的步骤

首先,我们将创建一个函数,在其中我们将传递给定的矩阵。我们将只遍历矩阵中位于主对角线下方的部分,即对于每个单元格 (i,j),其中 j 小于 i。如果我们找到任何非零值的单元格,我们将返回 false,否则最后我们将返回 true。

示例

// function to traverse over the matrix
function check(mat){

   // getting total number of rows of matrix
   var rows = mat.length
   
   // traversing over the section present above the main diagonal
   for(var i = 0; i < rows; i++){
      for(var j = 0; j < i; j++){
         if(mat[i][j] != 0){
            return false;
         }
      }
   }
   return true;
}

// defining the matrix
var mat = [ [ 1, 2, 3, 4],
   [ 0, 5, 6, 7],
   [ 0, 0, 8, 9],
   [ 0, 0, 0, 1]
]
   
// given matrix
console.log("The given matrix is: ");
console.log(mat)
if(check(mat)){
   console.log("The given matrix is an upper triangular matrix");
}
else{
   console.log("The given matrix is not an upper triangular matrix");
}

// updating matrix
mat = [ [ 1, 2, 3, 4],
   [ 0, 5, 6, 7],
   [ 0, 0, 8, 9],
   [ 0, 1, 0, 1]
      ]
   
// given matrix
console.log("The given matrix is: ");
console.log(mat)
if(check(mat)){
   console.log("The given matrix is an upper triangular matrix");
}
else{
   console.log("The given matrix is not an upper triangular matrix");
}

输出

The given matrix is: 
[ [ 1, 2, 3, 4 ], [ 0, 5, 6, 7 ], [ 0, 0, 8, 9 ], [ 0, 0, 0, 1 ] ]
The given matrix is an upper triangular matrix
The given matrix is: 
[ [ 1, 2, 3, 4 ], [ 0, 5, 6, 7 ], [ 0, 0, 8, 9 ], [ 0, 1, 0, 1 ] ]
The given matrix is not an upper triangular matrix

时间和空间复杂度

上面代码的时间复杂度为 O(N*N),其中 N 是给定矩阵的行数。这是因为我们只遍历了矩阵一次。

上面代码的空间复杂度为 O(1),因为我们没有使用任何额外的空间。

结论

在本教程中,我们实现了一个 JavaScript 程序来检查给定的矩阵是否为上三角矩阵。上三角表示下三角中的元素将为零。我们遍历了矩阵中列值小于行号的单元格,时间复杂度为 O(N*N),空间复杂度为 O(1)。

更新于: 2023年4月13日

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