Java螺旋矩陣處理方法詳解

更新時間：2022年09月30日 14:56:33 作者：劉婉晴

螺旋矩陣是指一個呈螺旋狀的矩陣，它的數(shù)字由第一行開始到右邊不斷變大，向下變大，向左變大，向上變大，如此循環(huán)。利用java實現(xiàn)的螺旋矩陣，當輸入N之后，會自動打印出螺旋矩陣

題目描述：

給定一 m*n 的矩陣，請按照逆時針螺旋順序，返回矩陣中所有元素。

示例：

思路：

這是一道典型的模擬問題：

我們可以分析一下，遍歷前進軌跡: 向右 - > 向下 -> 向左 -> 向上 -> 向右 …

于是，我們可以在循環(huán)中模擬這樣的前進軌跡，記錄右，下，上左，四個邊界，每次拐彎時更新邊界值，再進行下一次拐彎，循環(huán)往復，直至結束。結束條件為左邊界加一大于右邊界，或者上邊界加一大于下邊界。

圖解：

代碼：

class Solution {
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        // 思路： 注意上下左右邊界 —— 走格子法（一直走，一直走，直到走完了，出去）
        int left = 0;
        int right = matrix[0].length - 1;
        int up = 0;
        int down = matrix.length - 1;
        if(right==-1 || down==-1){
            return list;
        }
        while(true){
            // 向右走
            for(int i=left; i<=right; i++){
                list.add(matrix[up][i]);
            }
            // 判斷是否結束
            if(up+1 > down){
                break;
            } else{
                up++; // 更新上邊界
            }
            // 向下走
            for(int i=up; i<=down; i++){
                list.add(matrix[i][right]);
            }
            // 判斷是否結束
            if(right - 1 < left){
                break;
            } else{
                right--; // 更新右邊界
            }
            // 向左走
            for(int i=right; i>=left; i--){
                list.add(matrix[down][i]);
            }
            // 判斷是否結束
            if(down-1 < up){
                break;
            } else{
                down--; // 更新下邊界
            }
            // 向上走
            for(int i=down; i>=up; i--){
                list.add(matrix[i][left]);
            }
            // 判斷是否結束
            if(left + 1 > right ){
                break;
            } else{
                left++; // 更新左邊界
            }
        }
        return list;
    }
}

變式一：題目描述：

給你一個 m 行 n 列的矩陣 matrix ，請按照順時針螺旋順序，返回矩陣中的所有元素。

示例：

代碼:

class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
        int[][] ans = new int[n][n];
        int left = 0;
        int right = n - 1;
        int up = 0;
        int down = n - 1;
        int start = 1;
        while(true){
            // 向右
            for(int i=left; i<=right; i++){
                ans[up][i] = start;
                start++;
            }
            if(++ up > down){
                break;
            }
            // 向下
            for(int i=up; i<=down; i++){
                ans[i][right] = start;
                start++; 
            }
            if(-- right < left){
                break;
            }
            // 向左
            for(int i=right; i>=left; i--){
                ans[down][i] = start;
                start++;
            }
            if(-- down < up){
                break;
            }
            // 向上
            for(int i=down; i>=up; i--){
                ans[i][left] = start;
                start++;
            }
            if(++ left > right){
                break;
            }
        }
        return ans;
    }  
}

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