LeetCode54:Spiral Matrix

本文详细介绍了两种螺旋矩阵遍历算法:一种通过控制边界实现,适用于顺时针打印矩阵;另一种模仿魔方逆时针旋转操作,持续取出并旋转矩阵的第一行,直至矩阵为空。

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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]

LeetCode:链接

剑指offer原题:剑指Offer_编程题19:顺时针打印矩阵

LeetCode变体:LeetCode59:Spiral Matrix II

第一种方法:用四个变量来控制边界,然后因为方向总是:→↓←↑ 左右下上。可以把矩阵想象成若干个圈,用一个循环打印矩阵,每次打印矩阵的一个圈

class Solution(object):
    def spiralOrder(self, matrix):
        """
        :type matrix: List[List[int]]
        :rtype: List[int]
        """
        if len(matrix) == 0:
            return []
        maxLeft, maxUp = 0, 0
        maxRight, maxDown = len(matrix[0])-1, len(matrix)-1
        # 向右是0,向下是1,向左是2,向上是3,正好0123四次转一圈
        direction = 0
        res = []
        while True:
            if direction == 0:  #go right
                for i in range(maxLeft, maxRight+1):
                    res.append(matrix[maxUp][i])
                maxUp += 1
            elif direction == 1:  #go down
                for i in range(maxUp, maxDown+1):
                    res.append(matrix[i][maxRight])
                maxRight -= 1
            elif direction == 2:   #go left
                for i in range(maxRight, maxLeft-1, -1):
                    res.append(matrix[maxDown][i])
                maxDown -= 1
            else:    #go up
                for i in range(maxDown, maxUp-1, -1):
                    res.append(matrix[i][maxLeft])
                maxLeft += 1

            if maxUp > maxDown or maxLeft > maxRight:
                return res
            direction = (direction + 1) % 4
        return res

第二种方法:这个思路就是模拟魔方逆时针旋转的操作,一直取出的是第一行。取出第一行后,逆时针旋转矩阵,再取出第一行,一直这么做,直到矩阵为空,调出循环。我对zip的理解:zip是取出最小的单位,组成一个新的;zip(*) 是从最小的单位中取出元素,组成一个新的。然后用list将元组组成列表

class Solution(object):
    def spiralOrder(self, matrix):
        """
        :type matrix: List[List[int]]
        :rtype: List[int]
        """
        if not matrix:
            return []
        result = []
        while matrix:
            result.extend(matrix[0])
            matrix = matrix[1:]
            matrix = map(list, zip(*matrix))[::-1]
        return result

 

### 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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