【力扣刷题&知识点总结】54螺旋矩阵Ⅰ

最新推荐文章于 2025-03-11 11:28:52 发布

eternal-walker行者无疆

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文章标签： leetcode 矩阵算法

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【力扣刷题】54螺旋矩阵Ⅰ

题目链接

题目描述

给你一个 m 行 n 列的矩阵 matrix ，请按照顺时针螺旋顺序，返回矩阵中的所有元素。

示例 1：
3行3列矩阵

输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
输出：[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
示例 2：

3行4列

输入：matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
输出：[1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]

提示：

m == matrix.length
n == matrix[i]. length
1 <= m, n <= 10
-100 <= matrix[i][j] <= 100

题解：

class Solution {
public:
    vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) {
        int up = 0, down = matrix.size()-1, left = 0, right = matrix[0].size()-1;
        vector<int> res;//up指向第0行，down指向第n-1行
        while(up <= down && left <= right){
            for(int j = left; j <= right; j++){
                res.push_back(matrix[up][j]);//打印第up行
            }
            if(++up > down) break;//打印完第up行后判断是否还有剩余行，不能是up++
            for(int i = up; i <= down; i++){
                res.push_back(matrix[i][right]);//打印第right列
            }
            if(--right < left) break;//right左移一位
            for(int j = right; j >= left; j--){
                res.push_back(matrix[down][j]);
            }
            if(--down < up) break;//每打印完一行或是一列后的移动和判断是关键
            for(int i = down; i >= up; i--){
                res.push_back(matrix[i][left]);
            }
            if(++left > right) break;
        }
        return res;
    }
};

思路就是按照题目要求去模拟，按up行->right列->down行->left列这个顺序打印，每打印完一行后或是一列后的移动（自增或自减）和判断是关键！

c++代码细节知识点：

c++中二维数组vector<vector>的size等于元素总个数吗？
在C++中，二维数组std::vector<std::vector<T>>的size并不直接等于元素总个数。这里的size是指每一维度上的元素数量。(即行数）
当你谈论二维数组（或者说矩阵）的size时，通常指的是它的行数和列数，即二维数组的大小是包含两部分信息的：matrix.size()（对应于行数）和内部每个向量（即每一行）的matrix[0].size()（对应于列数）。
要获得整个二维数组元素的总个数，你需要遍历每一行并累加各列元素数量：

std::vector<std::vector<int>> matrix;
// ... 初始化或填充matrix ...

size_t total_elements = 0;
for (const auto& row : matrix) {
    total_elements += row.size();
}

这段代码将计算二维vector中所有元素的总个数。如果所有行的长度相等，你也可以直接用第一行的size乘以外部size来快速得到总元素数，假设所有行都有相同的列数：

size_t total_elements = matrix.size() * matrix[0].size();

但是在实际应用中，尤其是当二维数组的列数不固定时，务必检查每一行的大小是否一致，以确保上述简化的计算方式是有效的。

2.size_t total_elements和const auto& row是什么类型？
在C++中：

size_t total_elements 是一个无符号整数类型，通常用来表示容器（比如数组、vector等）的大小，它可以容纳任意非负整数值，而且大小足够存储系统所能支持的最大数组索引。在C++标准库中，size_t被定义在<cstddef>头文件中，它的具体大小取决于编译器和操作系统，但一般来说，它能够存储当前平台上指针能够指向的任何对象的大小。
const auto& row 是一个引用类型，这里的auto关键字用于类型推导，编译器会根据上下文推断出row的类型。在遍历std::vector<std::vector<int>> matrix这样的二维向量时，row将会被推导为const std::vector<int>&类型，即它是matrix中每一项（即每一行）的常量引用。这意味着row是对std::vector<int>的一个引用，且由于前面有const关键字，所以在遍历时不能通过row修改对应的行数据。

更简洁的代码

class Solution {
public:
    vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) {
        vector <int> ans;
        if(matrix.empty()) return ans; //若数组为空，直接返回答案
        int u = 0; //赋值上下左右边界
        int d = matrix.size() - 1;
        int l = 0;
        int r = matrix[0].size() - 1;
        while(true)
        {
            for(int i = l; i <= r; ++i) ans.push_back(matrix[u][i]); //向右移动直到最右
            if(++ u > d) break; //重新设定上边界，若上边界大于下边界，则遍历遍历完成，下同
            for(int i = u; i <= d; ++i) ans.push_back(matrix[i][r]); //向下
            if(-- r < l) break; //重新设定有边界
            for(int i = r; i >= l; --i) ans.push_back(matrix[d][i]); //向左
            if(-- d < u) break; //重新设定下边界
            for(int i = d; i >= u; --i) ans.push_back(matrix[i][l]); //向上
            if(++ l > r) break; //重新设定左边界
        }
        return ans;
    }
};

作者：YouLookDeliciousC
链接：https://leetcode.cn/problems/spiral-matrix/solutions/7155/cxiang-xi-ti-jie-by-youlookdeliciousc-3/
来源：力扣（LeetCode）
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这里的方法不需要记录已经走过的路径，所以执行用时和内存消耗都相对较小

首先设定上下左右边界
其次向右移动到最右，此时第一行因为已经使用过了，可以将其从图中删去，体现在代码中就是重新定义上边界
判断若重新定义后，上下边界交错，表明螺旋矩阵遍历结束，跳出循环，返回答案
若上下边界不交错，则遍历还未结束，接着向下向左向上移动，操作过程与第一，二步同理
不断循环以上步骤，直到某两条边界交错，跳出循环，返回答案