遍历二维数组的有关边界问题

分析一道有关于二维数组的遍历题型及如何处理边界问题。

输入一个矩阵,按照从外向里以顺时针的顺序依次打印出每一个数字。

我们举例分析下题目的意思,下面是个4*4的二维数组:

 

根据题意我们遍历这个4*4的二维数组的顺序应该为1-2-3-4-8-12-16-15-14-13-9-5-6-7-11-10的这个顺序,他的顺序依次是从左向右,从上向下,从右向左,从下到上的依次循环。但是遍历到边界的时候怎样停止当前遍历方向并且转换方向呢?我们发现可以设置遍历的边界条件,到达了边界即转换遍历方向,如题有四个遍历方向,所以我们依次设置上下左右四个边界值,从而来限制我们的遍历方向。

根据上图的具体例子来说明,我们可以设定左边界为0,右边界为数组的列数-1,上边界为0,下边界为数组的行数-1。我们先从1开始遍历,从左向右开始遍历,这个过程中上边界的值不变,到达右边界时,我们要改变遍历方向,从上到下遍历,但是,我们要考虑到实时更新边界的值,到1遍历到4的这个过程结束时,我们的上边界值要加1,因为第一行的元素已经遍历完毕,需要更新上边界的值。从上向下开始遍历,这个过程中右边界的值不改变,到达下边界时,这个过程遍历结束后,同样要更新边界值并且改变遍历方向,我们的右边界的值要减1。从右向左开始遍历,这个过程下边界的值保持不变,到达左边界时,遍历结束,同时更新下边界的值,下边界值减1。从下到上开始遍历,左边界值保持不变,遍历结束后,更新左边界值,左边界值加1。继续重复如上四个步骤即可。

代码如下:

class Solution {
public:
    vector < int > spiralOrder ( vector < vector < int > > & matrix ) {
         //行、列如果为空时,则不输出任何值
         if ( matrix.size ( ) == 0 || matrix[0].size ( ) == 0 )
         {
             return {};
         }
         //求出行、列、数组的总个数
         int m = matrix.size ( );
         int n = matrix[0].size ( );
         int size = n * m;
         int index = 0;
         //初始化左右上下四个边界的值
         int left = 0, right = n - 1, top = 0, down = m - 1;
         //返回结果的数组
         vector < int > res;
         //当前为遍历完数组元素的时候
         while ( index < size )
         {
             //从左向右遍历,遍历结束后,上边界值+1
             for ( int i = left; i <= right && index < size; i++)
             {
                 res.push_back ( matrix[top][i] );
                 index++;
             }
             top++;
             //从上向下遍历,遍历结束后,右边界值-1
             for ( int i = top; i <= down && index < size; i++)
             {
                 res.push_back ( matrix[i][right] );
                 index++;
             }
             right--;
             //从右向左遍历,遍历结束后,下边界值-1
             for ( int i = right; i >= left && index < size; i--)
             {
                 res.push_back ( matrix[down][i] );
                 index++;
             }
             down--;
             //从下向上遍历,遍历结束后,左边界值+1
             for ( int i = down; i >= top && index < size; i--)
             {
                 res.push_back ( matrix[i][left] );
                 index++;
             }
             left++;
         }
         //返回结果数组
         return res;

    }
};

本题虽然标注为简单题,但是我认为此题的难度足以归为中等难度,特别是对于我们理解二维数组和设定边界、遍历边界等问题有重要启示,希望大家能够用心阅读,如果大家觉得文章不错,请给作者一个赞,同时也可以评论区与作者交流。

 

<think>好的,用户想了解如何使用C语言的指针遍历二维数组,需要示例代码。首先我得回忆一下C语言中指针和二维数组的关系。根据之前的引用内容,比如引用[1]和[2],二维数组的指针可以通过数组指针来访问,比如int (*p)[4]这样的形式。 用户可能需要不同的方法,比如一级指针或者二级指针。根据引用[3]中的例子,使用一级指针遍历二维数组时,需要将指针指向数组的首元素,然后通过递增来访问每个元素。例如,p = *a,然后循环访问每个元素。这可能适用于连续内存的情况,因为二维数组在内存中是按行连续存放的。 另一种方法是使用数组指针,也就是指向一维数组的指针,如int (*p)[5],这样每次p++会跳过一行,引用[2]和[4]中的例子展示了这种方式。这种方法更符合二维数组的结构,可以按行遍历,再在每行内遍历列。 可能需要比较这两种方法的区别和适用场景。例如,一级指针更灵活但需要手动计算偏移,而数组指针更直观地按行处理。另外,用户可能想知道如何传递二维数组指针给函数,如引用[4]中的print函数,参数是int (*p)[5],这样可以在函数内部遍历。 需要注意内存布局的问题,确保指针的步长正确。例如,数组指针的步长是一行的大小,而一级指针的步长是一个元素的大小。此外,错误使用指针类型可能导致越界访问或者错误的地址计算。 可能还需要提到指针和数组名的关系,比如数组名退化为指针的情况。比如在传递二维数组时,数组名会退化为指向第一个元素的指针,也就是指向一维数组的指针。 总结一下,应该给出两种方法的示例代码,并解释它们的原理。同时,提醒用户注意指针类型和步长的问题,避免常见错误。最后,生成相关问题帮助用户深入理解。</think>在C语言中,使用指针遍历二维数组主要有两种实现方式,以下是具体方法和示例代码: --- ### 一、使用一维指针遍历(内存连续视角) **原理**:将二维数组视为连续存储的一维内存空间 **特点**:需要手动计算偏移量,适用于任意行列数的二维数组 ```c #include <stdio.h> int main() { int arr[3][4] = {{1,2,3,4}, {5,6,7,8}, {9,10,11,12}}; int *p = &arr[0][0]; // 指向首元素地址 for(int i=0; i<3*4; i++) { if(i%4 == 0) printf("\n"); printf("%d ", *(p+i)); // 通过偏移量访问 } return 0; } ``` --- ### 二、使用数组指针遍历(二维结构视角) **原理**:定义指向一维数组的指针,保持二维结构特性 **特点**:自动处理行偏移,更直观体现二维数组结构[^2] ```c #include <stdio.h> void print_array(int (*p)[4], int rows) { for(int i=0; i<rows; i++) { for(int j=0; j<4; j++) { printf("%d ", p[i][j]); // 等效于 *(*(p+i)+j) } printf("\n"); } } int main() { int arr[3][4] = {{1,2,3,4}, {5,6,7,8}, {9,10,11,12}}; int (*p)[4] = arr; // 数组指针初始化 print_array(p, 3); return 0; } ``` --- ### 关键区别说明 | 特性 | 一维指针法 | 数组指针法 | |----------------|---------------------|-------------------| | 指针类型 | `int*` | `int(*)[列数]` | | 偏移单位 | 1个元素大小 | 1行数据大小 | | 地址计算 | 需手动计算 | 自动跳转行 | | 代码可读性 | 较低 | 较高 | | 类型安全性 | 易越界 | 自动校验列边界 | --- ### 内存布局解析 二维数组在内存中按**行优先顺序**连续存储: ``` [行0列0][行0列1]...[行1列0][行1列1]... ``` 数组指针`int(*)[4]`的+1操作会自动跳过4个int的空间,指向下一行的起始地址[^2] ---
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