力扣经典150题第三十五题：螺旋矩阵

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wx658d73341a246 2024-06-15 00:38:20 博主文章分类：经典算法合集 ©著作权

文章标签 leetcode 矩阵 java 顺时针螺旋矩阵 文章分类 Html/CSS 前端开发

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力扣经典150题第三十五题：螺旋矩阵

引言

本篇博客介绍了力扣经典150题中的第三十五题：螺旋矩阵。题目要求按照顺时针螺旋顺序遍历给定的二维矩阵，并返回所有元素的顺序列表。

题目详解

给定一个 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]

解题思路

为了按照顺时针螺旋顺序遍历矩阵，我们可以模拟“层级遍历”的方式。具体步骤如下：

定义四个边界：上边界 top、下边界 bottom、左边界 left、右边界 right，初始值分别为 0、m-1、0、n-1。
根据当前边界依次向右、向下、向左、向上遍历矩阵，并将遍历结果存储到结果列表中。
每遍历完一个方向后，调整对应的边界，并判断是否需要继续遍历。
循环直至遍历完所有元素。

代码实现

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SpiralMatrix {
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {
            return result;
        }
        
        int m = matrix.length;
        int n = matrix[0].length;
        int top = 0, bottom = m - 1, left = 0, right = n - 1;
        
        while (top <= bottom && left <= right) {
            // Traverse from left to right
            for (int i = left; i <= right; i++) {
                result.add(matrix[top][i]);
            }
            top++;
            
            // Traverse from top to bottom
            for (int i = top; i <= bottom; i++) {
                result.add(matrix[i][right]);
            }
            right--;
            
            if (top <= bottom) {
                // Traverse from right to left
                for (int i = right; i >= left; i--) {
                    result.add(matrix[bottom][i]);
                }
                bottom--;
            }
            
            if (left <= right) {
                // Traverse from bottom to top
                for (int i = bottom; i >= top; i--) {
                    result.add(matrix[i][left]);
                }
                left++;
            }
        }
        
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpiralMatrix solution = new SpiralMatrix();

        // 示例测试
        int[][] matrix1 = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
        System.out.println("输入矩阵1：" + Arrays.deepToString(matrix1));
        System.out.println("螺旋顺序遍历结果：" + solution.spiralOrder(matrix1));

        int[][] matrix2 = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};
        System.out.println("输入矩阵2：" + Arrays.deepToString(matrix2));
        System.out.println("螺旋顺序遍历结果：" + solution.spiralOrder(matrix2));
    }
}