解题思路:
根据题目示例 matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
的对应输出 [1,2,3,6,9,8,7,4,5]
可以发现,顺时针打印矩阵的顺序是 “从左向右、从上向下、从右向左、从下向上” 循环。
因此,考虑设定矩阵的 “左、上、右、下” 四个边界,模拟以上矩阵遍历顺序。
算法流程:
- 空值处理: 当
matrix
为空时,直接返回空列表[]
即可。 - 初始化: 矩阵 左、右、上、下 四个边界
l
,r
,t
,b
,用于打印的结果列表res
。 - 循环打印: “从左向右、从上向下、从右向左、从下向上” 四个方向循环打印;
- 根据边界打印,即将元素按顺序添加至列表
res
尾部; - 边界向内收缩 1 (代表已被打印);
- 判断边界是否相遇(是否打印完毕),若打印完毕则跳出。
- 根据边界打印,即将元素按顺序添加至列表
- 返回值: 返回
res
即可。
打印方向 | 1. 根据边界打印 | 2. 边界向内收缩 | 3. 是否打印完毕 |
---|---|---|---|
从左向右 | 左边界l ,右边界 r | 上边界 t 加 $1$ | 是否 t > b |
从上向下 | 上边界 t ,下边界b | 右边界 r 减 $1$ | 是否 l > r |
从右向左 | 右边界 r ,左边界l | 下边界 b 减 $1$ | 是否 t > b |
从下向上 | 下边界 b ,上边界t | 左边界 l 加 $1$ | 是否 l > r |
复杂度分析:
- 时间复杂度 $O(MN)$ : $M, N$ 分别为矩阵行数和列数。
- 空间复杂度 $O(1)$ : 四个边界
l
,r
,t
,b
使用常数大小的额外空间。
<,,,,,>
代码:
Java/C++ 代码利用了 ++
操作的便利性,详情可见 ++i 和 i++ 的区别 ;
res[x++]
等价于先给res[x]
赋值,再给x
自增 $1$ ;++t > b
等价于先给t
自增 $1$ ,再判断t > b
逻辑表达式。
TIPS: 请注意区分数字
1
和变量l
。
Python
class Solution:
def spiralOrder(self, matrix:[[int]]) -> [int]:
if not matrix: return []
l, r, t, b, res = 0, len(matrix[0]) - 1, 0, len(matrix) - 1, []
while True:
for i in range(l, r + 1): res.append(matrix[t][i]) # left to right
t += 1
if t > b: break
for i in range(t, b + 1): res.append(matrix[i][r]) # top to bottom
r -= 1
if l > r: break
for i in range(r, l - 1, -1): res.append(matrix[b][i]) # right to left
b -= 1
if t > b: break
for i in range(b, t - 1, -1): res.append(matrix[i][l]) # bottom to top
l += 1
if l > r: break
return res
Java
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) {
for(int i = l; i <= r; i++) res[x++] = matrix[t][i]; // left to right
if(++t > b) break;
for(int i = t; i <= b; i++) res[x++] = matrix[i][r]; // top to bottom
if(l > --r) break;
for(int i = r; i >= l; i--) res[x++] = matrix[b][i]; // right to left
if(t > --b) break;
for(int i = b; i >= t; i--) res[x++] = matrix[i][l]; // bottom to top
if(++l > r) break;
}
return res;
}
}
C++
class Solution {
public:
vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix)
{
if (matrix.empty()) return {};
int l = 0, r = matrix[0].size() - 1, t = 0, b = matrix.size() - 1;
vector<int> res;
while(true)
{
for (int i = l; i <= r; i++) res.push_back(matrix[t][i]); // left to right
if (++t > b) break;
for (int i = t; i <= b; i++) res.push_back(matrix[i][r]); // top to bottom
if (l > --r) break;
for (int i = r; i >= l; i--) res.push_back(matrix[b][i]); // right to left
if (t > --b) break;
for (int i = b; i >= t; i--) res.push_back(matrix[i][l]); // bottom to top
if (++l > r) break;
}
return res;
}
};