力扣第 54 题: 螺旋矩阵

题目描述

力扣第 54 题 ------ 螺旋矩阵，要求从矩阵的左上角开始，按顺时针方向逐层遍历矩阵中的所有元素，并以一维数组的形式返回结果。

解题思路

这道题可以用模拟法解决，通过维护矩阵的边界（上下左右四个方向）来实现螺旋顺序的输出。

代码实现与逐行详解

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int* spiralOrder(int** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize, int* returnSize) {

函数签名 ：返回一维数组形式的螺旋矩阵结果。
- matrix: 输入矩阵，二维数组。
- matrixSize: 矩阵的行数。
- matrixColSize: 矩阵每行的列数数组。
- returnSize: 返回数组的大小。

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    if (matrixSize == 0 || matrixColSize[0] == 0) {
        *returnSize = 0;
        return NULL;
    }

边界判断 ：如果矩阵为空，直接返回 NULL。

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    *returnSize = matrixSize * matrixColSize[0];
    int* result = (int*)malloc(sizeof(int) * (*returnSize));
    if (!result) {
        return NULL;  // 内存分配失败
    }

初始化结果数组：根据矩阵总元素数量分配动态内存。

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    int left = 0, right = matrixColSize[0] - 1, top = 0, bottom = matrixSize - 1;
    int index = 0;

定义边界变量 left、right、top、bottom，以及当前输出位置的索引 index。

螺旋遍历逻辑

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    while (index < *returnSize) {

通过 while 循环逐步缩小矩阵边界，输出所有元素。

从左到右遍历

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        for (int i = left; i <= right && index < *returnSize; i++) {
            result[index++] = matrix[top][i];
        }
        top++;

从左到右遍历当前 top 行，将该行的元素加入结果，并向下收缩 top 边界。

从上到下遍历

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        for (int i = top; i <= bottom && index < *returnSize; i++) {
            result[index++] = matrix[i][right];
        }
        right--;

从上到下遍历当前 right 列，加入结果，并向左收缩 right 边界。

从右到左遍历

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        for (int i = right; i >= left && index < *returnSize; i--) {
            result[index++] = matrix[bottom][i];
        }
        bottom--;

从右到左遍历当前 bottom 行，加入结果，并向上收缩 bottom 边界。

从下到上遍历

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        for (int i = bottom; i >= top && index < *returnSize; i--) {
            result[index++] = matrix[i][left];
        }
        left++;

从下到上遍历当前 left 列，加入结果，并向右收缩 left 边界。

返回结果

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    return result;
}

最终返回结果数组。

主函数测试

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int main() {
    // ...（省略，见完
    整代码部分）
}

测试用例中定义了一个 3 × 4 3 \times 4 3×4 的矩阵，程序会输出其螺旋顺序：1 2 3 4 8 12 11 10 9 5 6 7。

复杂度分析

时间复杂度 ： O ( m ⋅ n ) O(m \cdot n) O(m⋅n)，其中 m m m 是矩阵行数， n n n 是矩阵列数。每个元素被遍历一次。
空间复杂度 ： O ( m ⋅ n ) O(m \cdot n) O(m⋅n)，用于存储结果数组。

输出结果

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螺旋矩阵输出结果:
1 2 3 4 8 12 11 10 9 5 6 7