54. 螺旋矩阵
给你一个 m 行 n 列的矩阵 matrix ,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:matrix = [[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:matrix = [[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]
提示:
由于矩阵内部都是数组,并且范围是在-100
到100
之前的整数,因此考虑将遍历过的数字标记为1.01
(只要不是题目要求的数字范围都可以)
指针从左上角开始,行走之前先试探下一步是否满足两个条件
1.01
满足上面连个条件就要顺时针调整方向,这里使用二位数组表示方向[[0,1], [1,0], [0,-1], [-1, 0]]
[0,1]
:向右[1,0]
:向下[0,-1]
:向左[-1,0]
:向上count
,直到count=length
(length是矩阵的元素总个数)代码
/**
* 思路:按照螺旋路径遍历
* 1.指针的方向是`右下左上`不停的循环,方向使用二位数组表示`[[0,1], [1,0], [0,-1], [-1, 0]]`
* 2.遍历次数等于矩阵元素总个数时停止
* 3.指针走到边界处或已读位置时调整方向,为了让指针不越界,将指针对4取余`(pointer+1)%4`
* @param matrix
*/
const spiralOrder = (matrix: number[][]): number[] => {
const READED = 1.01;// 已读标记
const DIRECTIONS: number[][] = [[0,1], [1,0], [0,-1], [-1, 0]];// 方向
const TOTAL = matrix.length * matrix[0].length;// 矩阵总元素个数
let pointer = 0;// 控制方向的指针
let count = 0;// 循环次数
let i = 0, j = 0;
const res: number[] = []
while(count < TOTAL){
res.push(matrix[i][j]);
count ++;
matrix[i][j] = READED;// 已读
const next = [i + DIRECTIONS[pointer][0], j + DIRECTIONS[pointer][1]];// 按照当前方向尝试走下一步
// 如果下一步到了边界,或者之前已读过的位置,则调整方向
if (matrix[next[0]] === undefined || matrix[next[0]][next[1]] === READED || matrix[next[0]][next[1]] === undefined) {
pointer = (pointer +1) % 4;// 改变方向
}
i += DIRECTIONS[pointer][0];
j += DIRECTIONS[pointer][1];
}
return res
}
// 测试:
spiralOrder([
[1,2,3,4,5],
[6,7,8,9,10],
[11,12,13,14,15],
[16,17,18,19,20],
])
我们将二位矩阵想象成一个洋葱切面
每扒掉一层皮,矩阵就小一层,。不过洋葱是圆的,我们的矩阵是方形的,因此要确定没层皮的四个角上的点。
其实很简单,对角线上的两个点就能确定这层皮的框框,记录左上角[top,left]
,右上角[bottom,right]
一层层扒下去,直到top === bottom
或者left === right
结束
代码
/**
* 思路
* 1.像剥洋葱似的一层层扒皮
* 2.通过对角线的两个点确定每层皮四个点
* @param matrix
*/
const spiralOrder1 = (matrix: number[][]): number[] => {
const res: number[] = [];
// 根据对角线就可以确定矩阵的四个边
let top = 0, left = 0, bottom = matrix.length-1, right = matrix[0].length-1;
// 扒皮
while(top < bottom && left < right){
// 左 -> 右(上边)
for (let l = left; l < right;l++) {
res.push(matrix[top][l])
}
// 上 -> 下(右边)
for (let i = top; i < bottom; i++) {
res.push(matrix[i][right])
}
// 右 -> 左(下边)
for (let i = right;i > left;i--) {
res.push(matrix[bottom][i])
}
// 下 -> 上(左边)
for (let i = bottom; i > top; i--) {
res.push(matrix[i][left])
}
// 往里进一层
top ++;
left ++;
bottom --;
right --
}
return res;
}
// 测试:
spiralOrder1([
[1,2,3,4,5],
[6,7,8,9,10],
[11,12,13,14,15],
[16,17,18,19,20],
])
spiralOrder1([
[1,2,],
[6,7,],
[11,12,],
[16,17,],
])
矩阵元素个数为n
,返回值不计入复杂度
解法1
解法2
虽然里面有4个for循环,但是不会出现重复遍历的元素,因此时间复杂度是元素的数量
两个相比较,我感觉解法2更好一些,使用的变量少
先增加一个100x100的二位矩阵的测试用例
思考一个问题,矩阵数据特别大,无法一次性加载到内存中,应该如何进行螺旋遍历呢?
欢迎提出解答方案