【牛客题霸】螺旋矩阵

题目描述

题目地址

思路

题目要求我们旋转输出一个矩阵。那么我们先来整体看一个数字矩阵

1     2     3     4    5 
6     7     8     9   10
11   12   13  14   15

按照题目要求，我们的输出结果应该为：
1  2  3  4  5  1 0  15  14  13  12  11  6  7  8  9 

分析：
按照输出结果不难看出我们的输出顺序：
    应该先从第一行向右移动至第一行末尾，也就是矩阵的最后一列。
    然后从第二行的最后一列开始移动至最后一行的最后一列，
    再从倒数第二列开始向左移动至最后一行第一列。
    再从倒数第二行开始，移动到第二行。
因为这个演示矩阵一共只有三行，所以就是第二行。然后从第二行第二列开始向右移动至第二行的倒数第二列。

变量设置：
所以，我们可以定义一个变量lineStart = 0表示当前起始列的位置，另一个变量lineEnd = matrix[0].length表示终止列的位置。然后再定义一个变量rowStart = 0表示起始行的位置，另一个变量rowEnd = matrix.length表示终止行的位置。

执行过程：

1. 向右移动
   我们可以用一个for循环，向右移动。一直到lineEnd，也就是最后一列。此时，我们第一行就遍历完了。我们需要向下遍历最后一列。根据上面的分析，我们需要从第二行开始进行列的遍历。所以我们需要把起始行下移一行，也就是rowStart++。
2. 向下移动
   我们再用一个for循环，向下移动，一直到rowEnd，也就是最后一行。此时，我们的最后一列就遍历完了，我们需要继续向左移动。根据上面的分析，我们需要从倒数第二列开始向左遍历，所以我们要修改终止列的位置，将其改到倒数第二列。因为最后一列我们已经遍历过了。也就是lineEnd- -。
3. 向左移动
   我们再用一个for循环，向左移动，一直到lineStart，也就是起始列。此时，我们的最后一行就遍历完了。我们需要继续向上遍历最左边的列。与上边类似，我们把终止行改为倒数第二行，也就是rowEnd- -。
4. 向上移动
   我们再用一个for循环，向上移动，因为我们在步骤一中已经修改了起始列rowStart的位置，所以我们这次在第二行就会停止遍历。到此为止我们已经把最外围的一圈给遍历完了。

我们接下来只需要循环遍历上述过程，直到 lineStart > lineEnd || rowStart > rowEnd

代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Random;

public class RotateMatrix {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix = new int[5][5];

        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix.length; j++) {
                matrix[i][j] = random.nextInt(100);
            }
        }
        System.out.println("矩阵：" + Arrays.deepToString(matrix));
        List<Integer> arrayList = spiralOrder(matrix);
        System.out.println("结果：" + Arrays.toString(arrayList.toArray()));
    }

    public static ArrayList<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        if (matrix == null) {
            return list;
        }

        int lineStart = 0;
        int lineEnd = matrix[0].length - 1;
        int rowStart = 0;
        int rowEnd = matrix.length - 1;

        while (true) {
            //往右
            for (int i = lineStart; i <= lineEnd; i++) {
                list.add(matrix[lineStart][i]);
            }
            if (lineStart > lineEnd || rowStart > rowEnd) {
                break;
            }
            //往下
            rowStart++;
            for (int i = rowStart; i <= rowEnd; i++) {
                list.add(matrix[i][lineEnd]);
            }
            lineEnd--;
            if (lineStart > lineEnd || rowStart > rowEnd) {
                break;
            }
            //往左
            for (int i = lineEnd; i >= lineStart; i--) {
                list.add(matrix[rowEnd][i]);
            }
            rowEnd--;
            if (lineStart > lineEnd || rowStart > rowEnd) {
                break;
            }
            //往上
            for (int i = rowEnd; i >= rowStart; i--) {
                list.add(matrix[i][lineStart]);
            }
            lineStart++;
            if (lineStart > lineEnd || rowStart > rowEnd) {
                break;
            }
        }
        return list;
    }
}