【LeetCode】54. 螺旋矩阵

螺旋矩阵

题目描述：

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。

示例 1：

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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：

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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]

提示：

m == matrix.length
n == matrix[i].length
1 <= m, n <= 10
-100 <= matrix[i][j] <= 100

思路分析：

初始化边界 ：

首先，我们需要定义四个边界变量，分别表示矩阵的上边界（top）、下边界（bottom）、左边界（left）和右边界（right）。初始时，这些边界分别设置为矩阵的第一行、最后一行、第一列和最后一列。
循环遍历 ：

使用一个循环来遍历矩阵的边界。在每次循环中，我们按照顺时针的顺序遍历矩阵的四个边界（上、右、下、左），并将遍历到的元素添加到结果列表中。
更新边界 ：

在遍历完每个边界后，我们需要根据遍历的方向来更新相应的边界变量。具体来说：
- 遍历完上边界后，上边界下移（top++）。
- 遍历完右边界后，右边界左移（right--）。
- 遍历完下边界后，下边界上移（bottom--）。
- 遍历完左边界后，左边界右移（left++）。
终止条件 ：

循环会一直进行，直到四个边界交叉，即左边界超过右边界（left > right）或上边界超过下边界（top > bottom）。这时，表示矩阵中的所有元素都已经被遍历完毕，可以结束循环。
返回结果 ：

循环结束后，返回存储了按顺时针螺旋顺序遍历的矩阵元素的结果列表。

注意，在遍历右边界和下边界时，需要添加一个检查来确保内部还有元素需要遍历。这是因为当矩阵的行数或列数为奇数时，遍历完上边界和左边界后，右边界或下边界可能只剩下单独的一行或一列。如果不进行检查，就会在这一行或一列上重复遍历，导致结果错误。

代码实现：

class Solution {
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>(); // 初始化结果列表  
        if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {  
            // 如果矩阵为空或没有行/列，则直接返回空的结果列表  
            return result;  
        }  
        int left = 0, right = matrix[0].length - 1; // 初始化左右边界  
        int top = 0, bottom = matrix.length - 1; // 初始化上下边界  
        while (left <= right && top <= bottom) {  
            // 遍历上边界  
            for (int i = left; i <= right; i++) {  
                result.add(matrix[top][i]); // 将上边界的元素添加到结果列表中  
            }  
            top++; // 上边界下移  
            // 遍历右边界  
            for (int i = top; i <= bottom; i++) {  
                result.add(matrix[i][right]); // 将右边界的元素添加到结果列表中  
            }  
            right--; // 右边界左移  
            // 检查是否还有内部元素需要遍历（避免在只剩一行或一列时重复遍历）  
            if (top <= bottom) {  
                // 遍历下边界  
                for (int i = right; i >= left; i--) {  
                    result.add(matrix[bottom][i]); // 将下边界的元素添加到结果列表中  
                }  
                bottom--; // 下边界上移  
            }  
            if (left <= right) {  
                // 遍历左边界  
                for (int i = bottom; i >= top; i--) {  
                    result.add(matrix[i][left]); // 将左边界的元素添加到结果列表中  
                }  
                left++; // 左边界右移  
            }  
        }  
        return result; // 返回结果列表  
    }
}