【牛客-算法】NC38 螺旋矩阵

该专栏作为算法题笔记，记录算法的思路、遇到的问题，以及能跑的代码，持续更新中！

推荐一款面试、刷题神器牛客网：开始刷题学习

---

1.题目描述

描述
给定一个 $m\ast n$ 大小的矩阵（m行，n列），按螺旋的顺序返回矩阵中的所有元素。

数据范围：$0\le n,m\le 10$，矩阵中任意元素都满足 $\mid val\mid \le 100$
要求：空间复杂度 $O(nm)O(nm)$ ，时间复杂度 $O(nm)O(nm)$

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

2.算法设计思路

螺旋矩阵是一个很经典的题了。

这其实就是一个二维数组的遍历，但我们需要按照一直特殊的方式——螺旋来进行遍历。

简述遍历过程

• 从起点$(0,0)$开始，先一直往右走
• 碰到边界或已经走过的格子就拐弯，顺时针拐$90^o$
• 不断重复直行和拐弯，直到走过所有的格子

3.算法实现

注：这里并不是完整代码，而只是核心代码的模式

C++实现代码

/**
 * 
 * @param matrix int整型二维数组 
 * @param matrixRowLen int matrix数组行数
 * @param matrixColLen int* matrix数组列数
 * @return int整型一维数组
 * @return int* returnSize 返回数组行数
 */

//疑惑：为什么数组的列数参数要用(int*)类型？
int* spiralOrder(int** matrix, int matrixRowLen, int* matrixColLen, int* returnSize ) 
{
    // write code here
    *returnSize = matrixRowLen * (*matrixColLen);
    int* a = (int*)malloc(*returnSize * sizeof(int));//要返回的数组
    int BIG = 1234567890;//用以标志走过的地方

    for(int i = 0, j = 0, it_i = 0, it_j = 1, n = 0, direction = 0; n < *returnSize; n++)
    {
        a[n] = matrix[i][j];
        matrix[i][j] = BIG;

        //该拐弯了吗？(碰到边界或已经走过的格子)
        if(i+it_i >= matrixRowLen || j+it_j >= *matrixColLen || i+it_i < 0 || j+it_j < 0 || matrix[i+it_i][j+it_j] == BIG)
        {
            direction = (direction + 1) % 4;
            switch(direction){
                case 0:
                    it_i = 0; it_j = 1; break;//右
                case 1:
                    it_i = 1; it_j = 0; break;//下
                case 2:
                    it_i = 0; it_j = -1; break;//左
                case 3:
                    it_i = -1; it_j = 0; break;//上
                default:
                    printf("error:direction\n");
            }
        }
        
        i += it_i;
        j += it_j;
    }

    return a;
}

遇到问题 1：关于函数的(int*)类型参数

在我印象中，int*类型的参数是用来传一维数组的，这里用来传数组的列数，我就有些蒙圈了。

后面看到returnSize也是int*类型的，我就认识到它是用来传引用的。其实传数组的时候，这个int*参数也仅仅是接收一个地址而已，并不包含数组大小的信息，是一样的。甚至于，在函数中插入下面这样的代码，也仍然可以正常运行：

returnSize[1] = 9;
printf("%d", returnSize[1]);

我平时习惯上传引用都是使用int & returnSize这样的写法，然而我在牛客的C语言模式这样写就会报错，可能是我C语言和C++是混着学的？

遇到问题2：关于malloc函数用法

关于动态分配语句int* a = (int*)malloc(*returnSize * sizeof(int));，我原来是写的int* a = (int*)malloc(*returnSize);，结果发生了段错误（内存非法访问）。

后面仔细查了才发现，后面分配内存的大小是用字节数来表示的，而不是传给它元素的个数（基础没打牢，代码很难跑啊）。

这里牛客有一个缺点（不知道是不是bug），发生了段错误的时候，我想使用printf()来定位错误的位置，结果它根本就什么都没有打印出来，即使我是在函数开头写的一句printf("hello, world!")。

4.运行结果

成功通过！

今天的分享就到这里啦，快来一起刷题叭！
开始刷题学习

---

感谢阅读！