数组——59. 螺旋矩阵 II

简介: 本专栏按照数组—链表—哈希—字符串—栈与队列—二叉树—回溯—贪心—动态规划—单调栈的顺序刷题,采用代码随想录所给的刷题顺序,一个正确的刷题顺序对算法学习是非常重要的,希望对大家有帮助

1 题目描述

  1. 螺旋矩阵 II

给你一个正整数 n ,生成一个包含 1 到 n2 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 。

2 题目示例

image.png

输入:n = 3
输出:[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]

示例 2:

输入:n = 1
输出:[[1]]

3 题目提示

  • 1 <= n <= 20

4 思路

本题并不涉及到什么算法,就是模拟过程,但却十分考察对代码的掌控能力。
模拟顺时针画矩阵的过程:

填充上行从左到右
填充右列从上到下
填充下行从右到左
填充左列从下到上
由外向内一圈一圈这么画下去。
每画一条边都要坚持一致的左闭右开,或者左开右闭的原则,这样这一圈才能按照统一的规则画下来。

5 我的答案

class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
        int loop = 0;  // 控制循环次数
        int[][] res = new int[n][n];
        int start = 0;  // 每次循环的开始点(start, start)
        int count = 1;  // 定义填充数字
        int i, j;

        while (loop++ < n / 2) { // 判断边界后,loop从1开始
            // 模拟上侧从左到右
            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++;
        }

        if (n % 2 == 1) {
            res[start][start] = count;
        }

        return res;
    }
}

C++代码:
这段引用自代码随想录
螺旋矩阵II

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {
        vector<vector<int>> res(n, vector<int>(n, 0)); // 使用vector定义一个二维数组
        int startx = 0, starty = 0; // 定义每循环一个圈的起始位置
        int loop = n / 2; // 每个圈循环几次,例如n为奇数3,那么loop = 1 只是循环一圈,矩阵中间的值需要单独处理
        int mid = n / 2; // 矩阵中间的位置,例如:n为3, 中间的位置就是(1,1),n为5,中间位置为(2, 2)
        int count = 1; // 用来给矩阵中每一个空格赋值
        int offset = 1; // 需要控制每一条边遍历的长度,每次循环右边界收缩一位
        int i,j;
        while (loop --) {
            i = startx;
            j = starty;

            // 下面开始的四个for就是模拟转了一圈
            // 模拟填充上行从左到右(左闭右开)
            for (j = starty; j < n - offset; j++) {
                res[startx][j] = count++;
            }
            // 模拟填充右列从上到下(左闭右开)
            for (i = startx; i < n - offset; i++) {
                res[i][j] = count++;
            }
            // 模拟填充下行从右到左(左闭右开)
            for (; j > starty; j--) {
                res[i][j] = count++;
            }
            // 模拟填充左列从下到上(左闭右开)
            for (; i > startx; i--) {
                res[i][j] = count++;
            }

            // 第二圈开始的时候,起始位置要各自加1, 例如:第一圈起始位置是(0, 0),第二圈起始位置是(1, 1)
            startx++;
            starty++;

            // offset 控制每一圈里每一条边遍历的长度
            offset += 1;
        }

        // 如果n为奇数的话,需要单独给矩阵最中间的位置赋值
        if (n % 2) {
            res[mid][mid] = count;
        }
        return res;
    }
};

相似题目:

  1. 螺旋矩阵

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。
image.png

提示:
m == matrix.length
n == matrix[i].length
1 <= m, n <= 10
-100 <= matrixi <= 100

对于这种螺旋遍历的方法,重要的是要确定上下左右四条边的位置,那么初始化的时候,上边up就是0,下边down就是m-1,左边left是0,右边right是n-1。然后我们进行while循环,先遍历上边,将所有元素加入结果res,然后上边下移一位,如果此时上边大于下边,说明此时已经遍历完成了,直接break。

class Solution {
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
        if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0)
            return new LinkedList<>();
        int l = 0;
        int r = matrix[0].length - 1;
        int u = 0;
        int d = matrix.length - 1;
        List<Integer> list = new LinkedList<>();
        while (l <= r && u <= d){
            for (int i = l; i <= r; i++) {
                list.add(matrix[u][i]);
            }
            u++;
            for (int i = u; i <= d; i++) {
                list.add(matrix[i][r]);
            }
            r--;
            for (int i = r; i >= l && u <= d; i--) {
                list.add(matrix[d][i]);
            }
            d--;
            for (int i = d; i >= u && l <= r; i--) {
                list.add(matrix[i][l]);
            }
            l++;
        }
        return list;                      
    }
}
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