算法:(力扣)(牛客)打印螺旋矩阵题

手撕螺旋矩阵

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题目

  • 描述:给定一个m x 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 100≤n,m≤10,矩阵中任意元素都满足 |val| \le 100∣val∣≤100
  • 要求:空间复杂度 O(nm)O(nm) ,时间复杂度 O(nm)O(nm)

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

示例2
输入: []
返回值:[]

思路

  1. 螺旋矩阵:就是二维数组,二维数组可以看作是一个有行有列的矩阵。
  2. 示例1是一个3*3的矩阵,示例2意思是空矩阵也要输出正常。
  3. 把二维矩阵看作EXCEL表格,在EXCEL中行row,列col来表示矩阵,例如4*4的矩阵在excel中是这样的:
    算法:(力扣)(牛客)打印螺旋矩阵题_第1张图片
    在excel表格中,定义了4个边界:
  • rowTop: 表格第一行
  • rowBottom: 表格最后一行
  • colTop: 表格第一列
  • colBottom: 表格最后一列
  1. 螺旋遍历可以把矩阵看成套娃模式,每一层都是一样的遍历模式,每遍历一层,边界推进去遍历内一层,直到上下左右边界重合。

解题

  • java 代码实现,其他语言原理相同,C++ GO语言效率更高
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
        /*把需要打印的统一加入集合*/
        ArrayList<Integer> array = new ArrayList<>();
        if (matrix.length == 0) return array;//传入集合为空,回传空集合
        /*定义表格行列,使用递归时,这是递归变量*/
        int rowTop = 0, rowBottom = matrix.length - 1;//定义行首,行尾
        int colTop = 0, colBottom = matrix[0].length - 1;//定义列首,列尾
        /*定义一个指针,i,定义在外面可以提高循环速度*/
        int i = 0;
        /*把矩阵看作一层一层的,终点在与行首<=行尾,列首<=列尾*/
        while (rowTop <= rowBottom &&
                colTop <= colBottom) {//使用递归时,这是递归终点
            /*上行:左->右*/
            for (i = colTop; i <= colBottom; i++) array.add(matrix[rowTop][i]);
            /*右列:上->下*/
            for (i = rowTop + 1; i <= rowBottom; i++) array.add(matrix[i][colBottom]);
            /*底行:右->左*/
            /*colTop != colBottom避免出现单行和上面重复*/
            for (i = colBottom - 1; rowTop != rowBottom &&
                    i >= colTop; i--) array.add(matrix[rowBottom][i]);
            /*左列:下->上*/
            for (i = rowBottom - 1; colTop != colBottom &&
                    i >= rowTop + 1; i--) array.add(matrix[i][colTop]);
            /*让边界移动,给while循环一个终点*/
            rowTop++;
            rowBottom--;
            colTop++;
            colBottom--;
        }
        return array;
    }
  • 图解遍历过程:
    每遍历一层,4个边界就推进去变成新的圈层。
    算法:(力扣)(牛客)打印螺旋矩阵题_第2张图片

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