代码随想录-螺旋矩阵-数组篇

螺旋矩阵类题目：

• LC-59 螺旋矩阵 II
• LC-54 螺旋矩阵
• 剑指 Offer 29. 顺时针打印矩阵

LC-59 螺旋矩阵 II
1、 本题要求对矩阵的螺旋过程进行模拟。
设置指针 行指针：left，right；列指针up，down。
模拟指针螺旋画矩阵的过程：

• 最上行，列指针从左到右

            for x in range(left, right):
                matrix[up][x] = initial_num
                initial_num += 1

• 最右列，行指针从上到下
• 最下行，列指针从右到左
• 最左列，行指针从下到上

并在此模拟过程中将数字传入矩阵中。
注意：边界条件是按照左闭右开来实行的，如图所示。

注：图片来自https://programmercarl.com/0059.%E8%9E%BA%E6%97%8B%E7%9F%A9%E9%98%B5II.html#%E6%80%9D%E8%B7%AF

2、因为矩阵是n x n的：n为偶数时，螺旋画矩阵过程即可。但是当n为奇数时候，最后会出现left=right，up==down，即还存在一个最中间位置的唯一矩阵需要赋值。如下代码section1不再适用，因而采用代码section2。

section1:
           for x in range(left, right):
               matrix[up][x] = initial_num
               initial_num += 1

section2:
        if n%2 == 1:
           matrix[n//2][n//2] = initial_num

完整代码如下：

class Solution:
    def generateMatrix(self, n: int) -> List[List[int]]:
        matrix = [[0] * n for _ in range(n)]
        left, right, up, down = 0, n-1, 0, n-1
        initial_num = 1

        while left < right and up < down:
            
            ##从左到右
            for x in range(left, right):
                matrix[up][x] = initial_num
                initial_num += 1
            
            for y in range(up, down):
                matrix[y][right] = initial_num
                initial_num += 1
            
            for x in range(right, left, -1):
                matrix[down][x] = initial_num
                initial_num += 1
            
            for y in range(down, up, -1):
                matrix[y][left] = initial_num
                initial_num += 1
            
            #缩小范围
            up += 1
            down -= 1
            left += 1
            right -= 1 
   
        if n%2 == 1:
            matrix[n//2][n//2] = initial_num
        return matrix

LC-54 螺旋矩阵
本题与59最大的区别：非正方形矩阵，即m不一定等于n。最后几次遍历过程可能**只能从左到右或者从上往下（并不能成螺旋环）**即结束螺旋过程。
完整代码如下：

class Solution:
    def spiralOrder(self, matrix: List[List[int]]) -> List[int]:
        #matrix = [[0] * n for _ in range(m)]
        m, n = len(matrix), len(matrix[0])
        left, right, up, down = 0, n-1, 0, m-1
        initial_num = 1

        res = []
        while left <= right and up <= down:            
            ##从左到右
            for x in range(left, right+1):
                res.append(matrix[up][x])
            
            for y in range(up+1, down+1):
                res.append(matrix[y][right])                

            if left < right and up < down:            
                for x in range(right-1, left, -1):
                    res.append(matrix[down][x])                
                for y in range(down, up, -1):
                    res.append(matrix[y][left])  
            
            #缩小范围
            up += 1
            down -= 1
            left += 1
            right -= 1 

        return res