Leetcode 54. Spiral Matrix

本文详细解析了一种从矩阵中螺旋式读取元素的算法。通过设定方向标识,实现向右、向下、向左、向上的循环读取,特别关注螺旋圈不断缩小的过程,确保所有元素被正确读取。

题目:

Given a matrix of m x n elements (m rows, n columns), return all elements of the matrix in spiral order.

Example 1:

Input:
[
 [ 1, 2, 3 ],
 [ 4, 5, 6 ],
 [ 7, 8, 9 ]
]
Output: [1,2,3,6,9,8,7,4,5]

Example 2:

Input:
[
  [1, 2, 3, 4],
  [5, 6, 7, 8],
  [9,10,11,12]
]
Output: [1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]

 

题意:

给定一个mXn的矩阵,我们需要螺旋式的读取矩阵中的数字。如下图所示:

解法:

我们可以看出,读取的方向一共有 四个,上下左右,这个时候我们可以进行一个逻辑的编写,最先开始向右读,之后向下,之后向左,再向上,再向右(循环往复),我们设立一个标识位就可以来表示方向

这里还有一个要注意的点就是,螺旋的圈在不断缩小,缩小的位置在 左->上的那个拐点,每到该拐点,螺旋往里缩小一格

 

代码:

class Solution {
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
        List<Integer> res=new ArrayList<Integer>();
        int direction=1; //1 right 2 down 3 left 4 up
        int row=matrix.length;
        if(row==0) return res; 
        int colunm=matrix[0].length;
    
        int xindex=0,yindex=0;
        int thick=0;
        for(int i=0;i<row*colunm;i++){
            res.add(matrix[xindex][yindex]);
            if(i+1==row*colunm) break;
            if(direction==1){
                if(yindex+1<=colunm-thick-1){
                    yindex++;
                }
                else{
                    direction=2;
                    xindex++;
                }
            }
            else if(direction==2){
                if(xindex+1<=row-thick-1){
                    xindex++;
                }
                else{
                    direction=3;
                    yindex--;
                }
            }
            else if(direction==3){
                if(yindex-1>=0+thick){
                    yindex--;
                }
                else{
                    direction=4;
                    xindex--;
                    thick++;
                }
            }
            else {
                if(xindex-1>=0+thick){
                    xindex--;
                }
                else{
                    direction=1;
                    yindex++;
                }
            }
        }
        
        return res;
        
    }
}

 

### LeetCode 54 螺旋矩阵 C语言 实现 螺旋矩阵问题是按照顺时针方向依次访问并记录矩阵中的所有元素。当遍历完成,则返回这些元素组成的列表。 #### 方法概述 采用边界控制的方法来模拟这一过程,定义上下左右四个边界,在每次改变方向时更新相应的边界值,直到所有的元素都被访问完毕为止[^1]。 #### 代码实现 以下是具体的C语言实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /** * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free(). */ int* spiralOrder(int** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize, int* returnSize){ if(matrixSize == 0 || (*matrixColSize) == 0){ *returnSize = 0; return NULL; } // 初始化变量 int top = 0; int bottom = matrixSize - 1; int left = 0; int right = (*matrixColSize) - 1; int totalElements = matrixSize * (*matrixColSize); int index = 0; // 动态分配内存用于存储结果 int *result = (int *)malloc(totalElements * sizeof(int)); if(result == NULL){ exit(-1); // 如果内存不足则退出程序 } while(index < totalElements){ // 向右移动直至最右边界 for(int col=left;col<=right && index<totalElements;col++){ result[index++] = matrix[top][col]; } top++; // 向下移动直至最底边界 for(int row=top;row<=bottom && index<totalElements;row++){ result[index++] = matrix[row][right]; } right--; // 向左移动直至最左边界 for(int col=right;col>=left && index<totalElements;col--){ result[index++] = matrix[bottom][col]; } bottom--; // 向上移动直至最顶边界 for(int row=bottom;row>=top && index<totalElements;row--){ result[index++] = matrix[row][left]; } left++; } *returnSize = totalElements; return result; } ``` 此段代码实现了对二维整型数组`matrix`按顺时针顺序读取其元素的功能,并将读取出的结果保存在一个一维动态数组中返回给调用方。注意这里的输入参数还包括指向行数(`matrixSize`)和列数(*matrixColSize*)的指针以及用来接收输出数组大小的指针(returnSize)。
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