力扣 59. 螺旋矩阵 II

本文详细介绍了如何使用Java实现LeetCode中的螺旋矩阵II问题。通过模拟矩阵填充过程,动态调整边界,并用四个方向变量控制填充顺序,成功生成指定大小的螺旋矩阵。文章深入探讨了算法的逻辑和代码实现,适合编程初学者和进阶者学习。

59. 螺旋矩阵 II

https://leetcode.cn/problems/spiral-matrix-ii/
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方法一

  • 模拟过程:向右 向下 向左 向上
  • 每个方向的操作都不一样,需要有一个变量控制方向
  • 每个方向的边界是动态的,所以处理完 行/列 的时候要更新边界值
  • 向右结束 上边界缩小 up++
  • 向下结束 右边界缩小 right–
  • 向左结束 下边界缩小 down–
  • 向上结束 左边界缩小 left++
class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
        // 向右 j++
        // 向下 i++
        // 向左 j--
        // 向上 i--
        int current = 1; // 当前要填的数
        int left = 0;    // 左边界
        int right = n-1; // 右边界
        int up = 0;      // 上边界
        int down = n-1;  // 下边界
        int row = 0;
        int column = 0;
        int direction = 0; // 0 1 2 3  右 下 左 上
        int[][] result = new int[n][n];
        while(current<=n*n){
            // 右  n========
            // 起点 left 终点 right
            if(direction ==0){
                if(column<=right){
                    result[row][column] = current;
                    column++;
                    current++;
                    continue;
                }else{
                    // 一行结束 缩小边界 重置索引 
                    up++;
                    column--;
                    direction = 1;
                    row = up;
                }
            }
            // 下  n-1===============
            // 起点 up 终点 down
            if(direction == 1){
                if(row<=down){
                    result[row][column] = current;
                    row++;
                    current++;
                    continue;
                }
                if(row>down){
                    // 一列结束 缩小右边界
                    right--;
                    row--;
                    direction = 2;
                    column = right;
                }
            }
            if(direction == 2 ){
                // 左  n-1==========
                if(column>=left){
                    result[row][column] = current;
                    column--;
                    current++;
                    continue;
                }
                if(column<left){
                    down--;
                    column++;
                    direction = 3;
                    row = down;
                }
            }
            if(direction == 3){
                // 上  n-2
                if(row>=up){
                    result[row][column] =  current;
                    row--;
                    current++;
                    continue;
                }
                if(row<up){
                    left++;
                    row++;
                    direction = 0;
                    column = left;
                }

            }
        }
        return result;
    }
}
力扣螺旋矩阵算法题(题号 54)的 C++ 答案有多种实现方式,以下为你提供几种不同的实现代码: #### 实现方式一 ```cpp class Solution { public: vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) { int m = matrix.size(),n = matrix[0].size();//数组的行列大小 int top=0,down=m-1,left = 0,right = n-1;//分别为矩阵上下左右的边界 int index = 0;//存放结果数组的索引 vector<int>nums(m*n);//用来存放结果 while(index<m*n) { for(int i = left;i<=right;i++)//向右遍历 { nums[index++] = matrix[top][i]; } ++top;//向右遍历之后矩阵当前层最上面一行就不需要再遍历,所以++top for(int i = top;i<=down;i++)//向下遍历 { nums[index++] = matrix[i][right]; } --right;//向下遍历之后矩阵当前层最右面一行就不需要再遍历,所以--right if(top<=down)//不加if判断的话就会发生重遍历或者访问越界错误 { for(int i = right;i>=left;i--)//向左遍历 { nums[index++] = matrix[down][i]; } --down;//向左遍历之后矩阵当前层最下面一行就不需要再遍历,所以--down } if(left<=right)//不加if判断的话就会发生重遍历或者访问越界错误 { for(int i = down;i>=top;i--)//向上遍历 { nums[index++] = matrix[i][left]; } ++left;//向上遍历之后矩阵当前层最左面一行就不需要再遍历,所以++left } } return nums; } }; ``` #### 实现方式二 ```cpp class Solution { public: vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) { vector<int> vr; int m = matrix.size(); int n = matrix[0].size(); int u, d, l, r; int x, y, dir; int cnt = 0; x = -1; y = 0; u = l = 0; r = n; d = m; dir = 0; while (cnt < m * n) { switch (dir) { case 0: do { x++; vr.push_back(matrix[y][x]); cnt++; } while (x + 1 < r); u++; break; case 1: do { y++; vr.push_back(matrix[y][x]); cnt++; } while (y + 1 < d); r--; break; case 2: do { x--; vr.push_back(matrix[y][x]); cnt++; } while (x - 1 >= l); d--; break; case 3: do { y--; vr.push_back(matrix[y][x]); cnt++; } while (y - 1 >= u); l++; break; } dir = (dir + 1) % 4; } return vr; } }; ``` #### 实现方式三 ```cpp class Solution { public: vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) { int len1 = matrix.size(); int len2 = matrix[0].size(); vector<int> ans; int top = 0, left = 0, right = len2 -1, bottom = len1 -1; //控制四条边界 while(top <= bottom && left <= right){ int ltor = left; while(ltor <= right){ //上边 左→右 ans.push_back(matrix[top][ltor]); ltor++; } top++; if(top > bottom) break; int ttob = top; while(ttob <= bottom){ //右边 上→下 ans.push_back(matrix[ttob][right]); ttob++; } right--; if(right < left) break; int rtol = right; while(rtol >= left){ //下边 右→左 ans.push_back(matrix[bottom][rtol]); rtol--; } bottom--; if(bottom < top) break; int btot = bottom; while(btot >= top){ //左边 下→上 ans.push_back(matrix[btot][left]); btot--; } left++; } return ans; } }; ```
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