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思路:

  • 生成一个 n×n 空矩阵 mat,随后模拟整个向内环绕的填入过程:
    • 定义当前左右上下边界 l,r,t,b,初始值 num = 1,迭代终止值 tar = n * n
    • num <= tar 时,始终按照 从左到右 从上到下 从右到左 从下到上 填入顺序循环,每次填入后:
      • 执行 num += 1:得到下一个需要填入的数字;
      • 更新边界:例如从左到右填完后,上边界 t += 1,相当于上边界向内缩 1。
    • 使用num <= tar而不是l < r || t < b作为迭代条件,是为了解决当n为奇数时,矩阵中心数字无法在迭代过程中被填充的问题。
  • 最终返回 mat 即可。

Picture1.png

代码:

Java
class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
        int l = 0, r = n - 1, t = 0, b = n - 1;
        int[][] mat = new int[n][n];
        int num = 1, tar = n * n;
        while(num <= tar){
            for(int i = l; i <= r; i++) mat[t][i] = num++; // left to right.
            t++;
            for(int i = t; i <= b; i++) mat[i][r] = num++; // top to bottom.
            r--;
            for(int i = r; i >= l; i--) mat[b][i] = num++; // right to left.
            b--;
            for(int i = b; i >= t; i--) mat[i][l] = num++; // bottom to top.
            l++;
        }
        return mat;
    }
}
Python
class Solution:
    def generateMatrix(self, n: int) -> [[int]]:
        l, r, t, b = 0, n - 1, 0, n - 1
        mat = [[0 for _ in range(n)] for _ in range(n)]
        num, tar = 1, n * n
        while num <= tar:
            for i in range(l, r + 1): # left to right
                mat[t][i] = num
                num += 1
            t += 1
            for i in range(t, b + 1): # top to bottom
                mat[i][r] = num
                num += 1
            r -= 1
            for i in range(r, l - 1, -1): # right to left
                mat[b][i] = num
                num += 1
            b -= 1
            for i in range(b, t - 1, -1): # bottom to top
                mat[i][l] = num
                num += 1
            l += 1
        return mat

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