【LeetCode】面试题29. 顺时针打印矩阵

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。

示例 1：

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：

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]

限制：

• 0 <= matrix.length <= 100
• 0 <= matrix[i].length <= 100
  注意：本题与主站 54 题相同：54. 螺旋矩阵

题解

顺时针方向打印无非就是按着“右下左上”的方向进行遍历并打印，碰到边界就拐弯，然后再缩小边界。

源码有Java、C、C++两种，思路基本差不多。

class Solution {
    public int[] spiralOrder(int[][] matrix) {
        if(matrix.length == 0) return new int[0];
        int l = 0, r = matrix[0].length - 1, t = 0, b = matrix.length - 1, x = 0;
        int[] res = new int[(r + 1) * (b + 1)];
        while(true) {
            // left to right.
            for(int i = l; i <= r; i++) res[x++] = matrix[t][i]; 
            if(++t > b) break;

            // top to bottom.
            for(int i = t; i <= b; i++) res[x++] = matrix[i][r]; 
            if(l > --r) break;

            // right to left.
            for(int i = r; i >= l; i--) res[x++] = matrix[b][i]; 
            if(t > --b) break;
            
            // bottom to top.
            for(int i = b; i >= t; i--) res[x++] = matrix[i][l]; 
            if(++l > r) break;
        }
        return res;
    }
}

/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* spiralOrder(int** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize, int* returnSize){
    if (matrix == NULL || matrixSize == 0) {
        *returnSize = 0;
        return NULL;
    }

    *returnSize = matrixSize * matrixColSize[0];
    int *res = calloc(*returnSize, sizeof(int));

    int i = 0;
    int urow, rcol, drow, lcol, r, c;
    urow = -1;
    lcol = -1;
    drow = matrixSize;
    rcol = matrixColSize[0];

    while (i < *returnSize) {
        //right
        r = urow + 1;
        for (c = lcol + 1; i < *returnSize && c < rcol; c++) {
            res[i] = matrix[r][c];
            i++;
        }
        urow++;

        //down
        c = rcol - 1;
        for (r = urow + 1; i < *returnSize && r < drow; r++) {
            res[i] = matrix[r][c];
            i++;
        }
        rcol--;

        //left
        r = drow - 1;
        for (c = rcol - 1; i < *returnSize && c > lcol; c--) {
            res[i] = matrix[r][c];
            i++;
        }
        drow--;

        //up
        c = lcol + 1;
        for (r = drow - 1; i < *returnSize && r > urow; r--) {
            res[i] = matrix[r][c];
            i++;
        }
        lcol++;
    }

    return res;
}

class Solution {
public:
    vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) {
        // 边界情况
        auto height = matrix.size();
        if (!height) return {};
        auto width = matrix[0].size();
        if (!width) return {};
        // 至少有一个元素
        int dx[4]{1, 0, -1, 0}; // 代表 4 个变化方向
        int dy[4]{0, 1, 0, -1}; // 同上
        int d = 0;         // 记录当前方向
        int h = 0, w = 0;  // 记录当前索引
        int cycle = 0;     // 记录当前是第几轮
        vector<int> ans;
        for (int i = 0; i != height * width; ++i) {
            // 到达右边界
            if (!d && w >= width - 1 - cycle) d = ++d % 4;
            // 到达下边界
            if (d == 1 && h >= height - 1 - cycle) d = ++d % 4;
            // 到达左边界
            if (d == 2 && w <= cycle) d = ++d % 4;
            // 到达上边界
            if (d == 3 && h <= cycle + 1) {
                d = ++d % 4;
                // 进入下一轮
                ++cycle;
            }

            ans.push_back(matrix[h][w]);
            h += dy[d];
            w += dx[d];
        }
        return ans;
    }
};

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