LeetCode：Spiral Matrix - 螺旋输出矩阵中的元素

1、题目名称

Spiral Matrix（螺旋输出矩阵中的元素）

2、题目地址

https://leetcode.com/problems/spiral-matrix/

3、题目内容

英文：Given a matrix of m x n elements (m rows, n columns), return all elements of the matrix in spiral order.

中文：给出一个m行n列的矩阵，以螺旋顺序返回矩阵中的所有元素。

例如：现有矩阵如下：

[
 [ 1, 2, 3 ],
 [ 4, 5, 6 ],
 [ 7, 8, 9 ]
]

则输出应为 [1, 2, 3, 6, 9, 8, 7, 4, 5]

4、解题方法1

一种方法是使用四个数字分别记录上下左右四个边界的位置，不断循环收窄这些边界，最终当两个边界重叠时，结束循环。

Java代码如下：

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * @功能说明：LeetCode 54 - Spiral Matrix
 * @开发人员：Tsybius2014
 * @开发时间：2015年11月2日
 */
public class Solution {
    
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {

        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();
        
        if (matrix == null || matrix.length == 0) {
            return linkedList;
        }
        
        //左右上下四个边界
        int left = 0;
        int right = matrix[0].length - 1;
        int top = 0;
        int bottom = matrix.length - 1;

        int i;
        while (true) {
            
            //上边，自左至右
            for (i = left; i <= right; i++) {
                linkedList.add(matrix[top][i]);
            }
            if (++top > bottom) {
                break;
            }
            
            //右边，自上至下
            for (i = top; i <= bottom; i++) {
                linkedList.add(matrix[i][right]);
            }
            if (left > --right) {
                break;
            }
            
            //下边，自右至左
            for (i = right; i >= left; i--) {
                linkedList.add(matrix[bottom][i]);
            }
            if (top > --bottom) {
                break;
            }
            
            //左边，自下至上
            for (i = bottom; i >= top; i--) {
                linkedList.add(matrix[i][left]);
            }
            if (++left > right) {
                break;
            }
            
        }
        
        return linkedList;
    }
}

5、解题方法2

另一种方法是预先指定好遍历四个边时的坐标增减方向，并在每次沿一个方向行进完毕后，计算出下个方向应行进的单位数。

Java代码如下：

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * @功能说明：LeetCode 54 - Spiral Matrix
 * @开发人员：Tsybius2014
 * @开发时间：2015年11月2日
 */
public class Solution {
    
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {

        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();
        
        if (matrix == null || matrix.length == 0) {
            return linkedList;
        }
        
        //行进方向
        int[][] direction = new int[][] {{0, 1}, {1, 0}, {0, -1}, {-1, 0}};
        
        //以初始点(0,0)的初始行进方向计算出的初始点前一个点的行列坐标
        int x = 0;
        int y = -1;
        
        //矩阵的行数和列数
        int m = matrix.length;
        int n = matrix[0].length;
        
        //counter决定了转动的具体方向
        int counter = 0;
        while (m > 0 && n > 0) {
            int k;
            //判断横向移动还是纵向移动
            if (counter % 2 == 0) {
                k = n;
                m--;
            } else {
                k = m;
                n--;
            }
            //沿一个方向进行移动
            while (k-- != 0) {
                x += direction[counter][0];
                y += direction[counter][1];
                linkedList.add(matrix[x][y]);
            }
            //调整方向
            counter = (counter + 1) % 4;
        }
        
        return linkedList;
    }
}

END