做题总结 59. 螺旋矩阵 II

最新推荐文章于 2025-12-02 18:04:47 发布

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本文讲述了作者在使用Java实现一个生成包含1到n^2元素、按顺时针排列的nxn正方形矩阵过程中遇到的问题，包括缺失返回值、边界处理错误、循环次数计算失误以及for循环逻辑错误，详细分析并给出了修正方法。

跟着代码随想录顺序到这题，不会做。不知道怎么才能实现。
PS：我是用 java实现的。

题目：给你一个正整数 n ，生成一个包含 1 到 n^2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n 正方形矩阵 matrix 。

总结思路为：

二维数组实现+保存结果。顺时针处理，看作处理四条边，四个for循环。
注意边界问题。

实现代码的时候犯的错：

（1）没有返回值

添加 return matrix;

（2）四周绕一圈处理值之后，n为奇数的时候最中间的值没有处理。

跳出循环后：

if(n % 2 == 1) {//奇数条件的限制
   matrix[start][start] = num++;
}

这里要添加奇数条件的限制。如果没有 if 条件，当n为偶数时也会改变值。

（3）循环次数出错

分析：n=3时，绕一圈即可。n=4时，绕两圈。所以循环的次数为 n/2。
但是写while循环的时候出错了，出错的原因是，忘记自增运算符的优先级比不等号大。

本来写的是 int loop = n/2; while(loop-- >= 0) 但是这样是不对的，因为会先判断是否大于等于0，然后进入循环，再对 loop进行减一操作。修改为while(--loop >= 0)

更直观一点，跟代码随想录中一样，int loop = 0; while (loop++ < n / 2) 这个的好处是，很直观看出循环次数和 n 之间的关系。加法相比减法也不容易出错。而且卡尔哥合并了 offset 和 loop的作用，是需要通过加法保持两者的一致性的。

（4）四个for循环都写错了

~~天哪，错误实在太多了。整个自己写的代码好像一句话都没对啊。。。~~
关键点在，顺时针处理的时候，顺序为上->右->下->左，要清楚每一条边那个条件是不变的。比如处理 “上” 边的时候，它的纵坐标是不会变的！

（5）循环中处理边的 i j 是可以不变的

我是这么写的：

//top
for(int j=start; j<n-offset; j++) {
    matrix[start][j] = num++;
}

//right
for(int i=start; i<n-offset; i++) {
    matrix[i][n-offset] = num++;
}

//bottom
for(int j=n-offset; j>start; j--) {
    matrix[n-offset][j] = num++;
}

//left
for(int i=n-offset; i>start; i--) {
    matrix[i][start] = num++;
}
offset++;
start++;

代码随想录是这么写的：

for (j = start; j < n - loop; j++) {
	res[start][j] = count++;
}

// 模拟右侧从上到下
for (i = start; i < n - loop; i++) {
    res[i][j] = count++;
}

// 模拟下侧从右到左
for (; j >= loop; j--) {
    res[i][j] = count++;
}

// 模拟左侧从下到上
for (; i >= loop; i--) {
    res[i][j] = count++;
}
start++;

巧妙的点

① 合并了 loop 和 offset 两个变量。
② i 和 j 可以连贯使用。
第一个for （处理上侧从左到右）执行后，j++，此时 j 为 n-offset，然后跳出循环，这个 j 是可以复用的。因为紧接着第二个 for（处理右侧从上到下），其中的纵坐标，也就是 j 是不变的。

我提交的代码

class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
        int[][] matrix = new int[n][n];
        int loop = n/2;
        int start = 0 ;
        int offset = 1;
        int num=1;
         while(--loop >= 0) {
            //top
            for(int j=start; j<n-offset; j++) {
                matrix[start][j] = num++;
            }

            //right
            for(int i=start; i<n-offset; i++) {
                matrix[i][n-offset] = num++;
            }

            //bottom
            for(int j=n-offset; j>start; j--) {
                matrix[n-offset][j] = num++;
            }

            //left
            for(int i=n-offset; i>start; i--) {
                matrix[i][start] = num++;
            }
            offset++;
            start++;
        }
       if(n % 2 != 0) {
            matrix[n/2][n/2] = num++;
        }
        return matrix;
    }
}