剑指Offer:顺时针打印矩阵Java/Python

最新推荐文章于 2022-07-04 16:36:49 发布

梦成已白发

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分类专栏：剑指Offer

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本文介绍了一种矩阵顺时针打印的算法，包括两种方法：一是通过模拟顺时针过程，二是通过输出并删除矩阵的第一行，然后逆时针旋转矩阵。详细解释了算法步骤，提供了Java和Python代码实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.题目描述

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，例如，如果输入如下4 X 4矩阵： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 则依次打印出数字1,2,3,4,8,12,16,15,14,13,9,5,6,7,11,10.

2.算法描述

方法1：模拟顺时针过程。

1.初始化left,right,top,bottom分别代表左、右、上、下的边界。
2.当left<right 并且 top<bottom时：
left->right，从左到右扫描矩阵元素；
top->bottom，从上到下扫描矩阵元素；
right->left，从右到左扫描矩阵元素；
bottom->top,从下到上扫描矩阵元素。
一次顺时针完成，需要缩小左、右、上、下的边界，left+1，top+1，right-1, bottom-1.
3.当2的条件不满足时：
如果left=right 并且 top<bottom，说明只有一列，需要从上到下扫描矩阵元素；
如果top=bottom并且left<right，说明只有一行，需要从左到右扫描矩阵元素；
否则只有一个元素。

方法2：看了下大神的思路，果然不一样啊，感叹自身的渣。

思路如下：
过程可以是这样的两步，直到矩阵为空：
1.输出矩阵的第一行，并删除。
2.如果矩阵为空，打印完毕；如果矩阵不为空，将矩阵逆时针旋转90度。
例如
1 2 3
4 5 6
7 8 9
输出并删除第一行后，再进行一次逆时针旋转，就变成：
6 9
5 8
4 7
继续重复上述操作即可。
注意： $如何将矩阵逆时针旋转90度？\red{如何将矩阵逆时针旋转90度？}$
4 5 6
7 8 9
$1.转置\red{1.转置}$
4 7
5 8
6 9
$2.以行为单位逆序\red{2.以行为单位逆序}$
6 9
5 8
4 7
用Python实现起来很简单。具体见代码。

3.代码描述

3.1.Java代码

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> printMatrix(int [][] matrix) {
        ArrayList<Integer> ans = new ArrayList<>();
        int left=0,right=matrix[0].length-1,top=0,bottom= matrix.length-1;
        while(left<right && top<bottom){
            for(int i=left; i<=right; i++){//左右
                ans.add(matrix[top][i]);
            }
            for(int i=top+1;i<=bottom;i++){//上下
                ans.add(matrix[i][right]);
            }
            for(int i=right-1;i>=left;i--){//右左
                ans.add(matrix[bottom][i]);
            }
            for(int i=bottom-1;i>top;i--){//下上
                ans.add(matrix[i][left]);
            }
            //缩小边界
            top++;
            bottom--;
            left++;
            right--;
        }
        if(top == bottom && left < right){//只有一行
            for(int i=left;i<=right;i++)
                ans.add(matrix[top][i]);
        }
        if(left == right && top < bottom){//只有一列
            for(int i=top;i<=bottom;i++)
                ans.add(matrix[i][left]);
        }
        if(left == right && top == bottom){
            ans.add(matrix[left][top]);
        }
        return ans;
    }
}

3.2.Python代码

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    # matrix类型为二维列表，需要返回列表
    def printMatrix(self, matrix):
        # write code here
        ans = []
        while matrix:
            ans.extend(matrix.pop(0))
            if not matrix or not matrix[0]:
                break
            matrix = self.rotate90(matrix)
        return ans
    def rotate90(self, matrix):
        rows = len(matrix)
        cols = len(matrix[0])
        newMatrix = []
        #以下代码将矩阵转置
        for c in range(cols):
            subcol = []
            for r in range(rows):
                subcol.append(matrix[r][c])
            newMatrix.append(subcol)
        #现在是将矩阵逆时针旋转90度
        newMatrix.reverse()
        return newMatrix