LSGO——LeetCode实战(数组系列): 54题 螺旋矩阵 (Spiral Matrix)

原题:

给定一个包含 m x n 个元素的矩阵(m 行, n 列),请按照顺时针螺旋顺序,返回矩阵中的所有元素。

示例 1:

输入:
[
[ 1, 2, 3 ],
[ 4, 5, 6 ],
[ 7, 8, 9 ]
]
输出: [1,2,3,6,9,8,7,4,5]
示例 2:

输入:
[
[1, 2, 3, 4],
[5, 6, 7, 8],
[9,10,11,12]
]
输出: [1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/spiral-matrix
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解法一:

思路比较直接,当我们遍历整个矩阵,下一步候选移动位置是 (cr, cc)。如果这个候选位置在矩阵范围内并且没有被访问过,那么它将会变成下一步移动的位置;否则,我们将前进方向顺时针旋转之后再计算下一步的移动位置。
** 这个解法,在我看来最巧妙的是,利用dr和dc两个数组来改变遍历的方向。其他解法通过改变矩阵的边界来控制遍历方向。

class Solution(object):
    def spiralOrder(self, matrix):
        """
        :type matrix: List[List[int]]
        :rtype: List[int]
        """
        if not matrix: return []
        R, C = len(matrix), len(matrix[0])
        seen = [[False] * C for _ in matrix]
        ans = []
        dr = [0, 1, 0, -1]
        dc = [1, 0, -1, 0]
        r = c = di = 0
        for _ in range(R * C):
            ans.append(matrix[r][c])
            seen[r][c] = True
            cr, cc = r + dr[di], c + dc[di]
            if 0 <= cr < R and 0 <= cc < C and not seen[cr][cc]:
                r, c = cr, cc
            else:
                di = (di + 1) % 4
                r, c = r + dr[di], c + dc[di]
        return ans

解法二:

思路:设定上下左右边界,只要遍历完一列或一行,就通过对边界的调整来禁止遍历已遍历的元素。

  • 如果上下边界或者左右边界交错,那么说明矩阵遍历结束,跳出循环,返回答案。
  • 如果上下边界不交错,则遍历还未结束,接着向下向上移动。
class Solution(object):
    def spiralOrder(self, matrix):
        """
        :type matrix: List[List[int]]
        :rtype: List[int]
        """
        if matrix == []:
            return None
        u = 0
        d = len(matrix) - 1
        l = 0
        r = len(matrix[0]) - 1
        ans = []
        while 1:
            for i in range(l, r + 1):
                ans.append(matrix[u][i])
            u += 1
            if u > d:
                break
            for i in range(u, d + 1):
                ans.append(matrix[i][r])
            r -= 1
            if r < l:
                break
            for i in range(r, l - 1, -1):
                ans.append(matrix[d][i])
            d -= 1
            if u > d:
                break
            for i in range(d, u - 1, -1):
                ans.append(matrix[i][l])
            l += 1
            if r < l:
                break
        return ans

解法三

思路:每遍历第一行, 就将矩阵逆时针旋转过来,继续遍历第一行。

class Solution(object):
    def spiralOrder(self, matrix):
        """
        :type matrix: List[List[int]]
        :rtype: List[int]
        """
        res = []
        while matrix:
            res += matrix.pop(0)
            matrix = list(map(list, zip(*matrix)))[::-1]  # 使用了python自带的zip, map两个内置函数
        return res

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