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力扣最热一百题——螺旋矩阵

时间:2024-09-15 15:48:52浏览次数:13  
标签:遍历 matrix bottom top 矩阵 最热 力扣 left 边界

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题目链接:54. 螺旋矩阵 - 力扣(LeetCode)

题目描述

示例

提示:

解法一:模拟

1. 边界初始化

2. 循环遍历矩阵

3. 从左到右遍历上边界

4. 从上到下遍历右边界

5. 从右到左遍历下边界

6. 从下到上遍历左边界

7. 结束条件

代码执行流程总结

Java写法:

运行时间以及内存消耗

C++写法:

运行时间以及内存消耗

总结


题目链接:54. 螺旋矩阵 - 力扣(LeetCode)

注:下述题目描述和示例均来自力扣

题目描述

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

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:

  • m == matrix.length
  • n == matrix[i].length
  • 1 <= m, n <= 10
  • -100 <= matrix[i][j] <= 100


解法一:模拟

按照顺时针方向从外圈到内圈依次读取矩阵中的元素。具体实现思路可以分为以下几个步骤:

1. 边界初始化

  • 定义四个边界:top, bottom, left, right,分别表示矩阵的上边界、下边界、左边界和右边界。
  • 初始时,top 为 0(最上方),bottom 为矩阵的最后一行索引,left 为 0(最左边),right 为矩阵的最后一列索引。

2. 循环遍历矩阵

  • 进入 while 循环,条件是:top <= bottom && left <= right。这意味着当矩阵还未完全遍历时,继续循环。
  • 在每次循环中,按照四个方向依次遍历:从左到右、从上到下、从右到左、从下到上。每次遍历完一条边界后,收缩该边界(即移动内圈的边界)。

3. 从左到右遍历上边界

  • 首先,遍历当前 top 行,从 leftright,将该行的所有元素依次添加到结果数组中。
  • 遍历完成后,将 top 变量加 1,表示上边界下移一行,进入内层。

4. 从上到下遍历右边界

  • 然后,遍历当前 right 列,从 topbottom,将该列的所有元素依次添加到结果数组中。
  • 遍历完成后,将 right 变量减 1,表示右边界左移一列。

5. 从右到左遍历下边界

  • 如果 top <= bottom 仍然成立(即还有未遍历的行),开始遍历 bottom 行,从 rightleft,将该行的所有元素依次添加到结果数组中。
  • 遍历完成后,将 bottom 变量减 1,表示下边界上移一行。

6. 从下到上遍历左边界

  • 如果 left <= right 仍然成立(即还有未遍历的列),开始遍历 left 列,从 bottomtop,将该列的所有元素依次添加到结果数组中。
  • 遍历完成后,将 left 变量加 1,表示左边界右移一列。

7. 结束条件

  • 循环不断缩小边界,直到 top > bottomleft > right,表示已经遍历完所有的元素,此时退出循环。
  • 返回保存螺旋顺序的 res 数组。

代码执行流程总结

  1. 每次从四个方向依次遍历矩阵的当前边界。
  2. 每遍历完一条边界,收缩该边界,进入下一层的螺旋圈。
  3. 重复上述步骤,直到所有元素都被遍历完。

Java写法:

class Solution {
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (matrix == null || matrix.length == 0) {
            return res;
        }

        int top = 0; // 上边界
        int bottom = matrix.length - 1; // 下边界
        int left = 0; // 左边界
        int right = matrix[0].length - 1; // 右边界

        while (top <= bottom && left <= right) {
            // 从左到右遍历当前的上边界
            for (int i = left; i <= right; i++) {
                res.add(matrix[top][i]);
            }
            top++; // 上边界收缩

            // 从上到下遍历当前的右边界
            for (int i = top; i <= bottom; i++) {
                res.add(matrix[i][right]);
            }
            right--; // 右边界收缩

            // 判断是否还需要遍历
            if (top <= bottom) {
                // 从右到左遍历当前的下边界
                for (int i = right; i >= left; i--) {
                    res.add(matrix[bottom][i]);
                }
                bottom--; // 下边界收缩
            }

            // 判断是否还需要遍历
            if (left <= right) {
                // 从下到上遍历当前的左边界
                for (int i = bottom; i >= top; i--) {
                    res.add(matrix[i][left]);
                }
                left++; // 左边界收缩
            }
        }

        return res;
    }
}

 

运行时间以及内存消耗

C++写法:

#include <vector>
using namespace std;

class Solution {
public:
    vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) {
        vector<int> res;
        if (matrix.empty() || matrix[0].empty()) {
            return res;
        }

        int top = 0; // 上边界
        int bottom = matrix.size() - 1; // 下边界
        int left = 0; // 左边界
        int right = matrix[0].size() - 1; // 右边界

        while (top <= bottom && left <= right) {
            // 从左到右遍历当前的上边界
            for (int i = left; i <= right; i++) {
                res.push_back(matrix[top][i]);
            }
            top++; // 上边界收缩

            // 从上到下遍历当前的右边界
            for (int i = top; i <= bottom; i++) {
                res.push_back(matrix[i][right]);
            }
            right--; // 右边界收缩

            // 判断是否还需要遍历
            if (top <= bottom) {
                // 从右到左遍历当前的下边界
                for (int i = right; i >= left; i--) {
                    res.push_back(matrix[bottom][i]);
                }
                bottom--; // 下边界收缩
            }

            // 判断是否还需要遍历
            if (left <= right) {
                // 从下到上遍历当前的左边界
                for (int i = bottom; i >= top; i--) {
                    res.push_back(matrix[i][left]);
                }
                left++; // 左边界收缩
            }
        }

        return res;
    }
};
运行时间以及内存消耗


总结

这里的边界条件实在是非常的难把握,所实话,一但掉入了边界条件的陷阱之后就会让你一直缝缝补补,很难有几率能缝缝补补出来。

正如那句话所说:一如入循环深似海,从此offer是路人

 

标签:遍历,matrix,bottom,top,矩阵,最热,力扣,left,边界
From: https://blog.csdn.net/DDDDWJDDDD/article/details/142283998

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