算法题—顺时针打印矩阵

题目描述

将一个n阶矩阵顺时针打印，例如

# 二阶矩阵
1  2  
3  2
# 顺时针打印结果：
1 2 2 3

# 四阶矩阵
1  2  3  4
5  6  7  8
9  4  5  6
9  0  3  2
# 顺时针打印结果：
1 2 3 4 8 6 2 3 0 9 9 5 6 7 5 4

题目条件：

7 > n > 0

解题思路：

首先要搞懂顺时针的次序：向右 -> 向下 -> 向左 -> 向上

因为是二维数组，可以只用x和y来表示将要访问的遍历，但是想要顺时针进行遍历则需要准确的确定当前元素的具体位置以及将要下一步遍历的位置。可以使用距离上下左右的四个边距来表示，如图：

主要算法步骤：

int up = 0;
int down = array.length - 1;
int left = 0;
int right = array[0].length - 1;
List list;
while(1==1){
    // 从上边开始向右遍历（保持横轴不变）
    for (int col = left; col <= right; col++) {
        list.add(array[up][col]);
    }  
    up++;// 向下逼近
    if (up > down) break;// 判断是否越界
    // 从上向下开始遍历（保持纵轴不变）
    for (int row = up; row <= down; row++) {
        list.add(array[row][right]);
    }    
    right--;// 向左逼近
    if (left > right) break; // 判断是否越界
    // 从右向左开始遍历（保持横轴不变）
    for (int col = right; col >= left; col--) {
        list.add(array[down][col]);
    }
    down--;// 向上逼近   
    if (up > down) break; // 判断是否越界
    // 从下向上开始遍历（保持纵轴不变）
    for (int row = down; row >= up; row--) {
        list.add(array[row][left]);
    }
    left++; // 向右逼近  
    if (left > right) break; // 判断是否越界
}

全部代码：

public static ArrayList<Integer> printMatrix(int[][] matrix) {
    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
    if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {
        return list;
    }
    int up = 0;
    int down = matrix.length - 1;
    int left = 0;
    int right = matrix[0].length - 1;
    while (true) {
        for (int col = left; col <= right; col++) {
            list.add(matrix[up][col]);
        }
        up++;
        if (up > down) {
            break;
        }
        for (int row = up; row <= down; row++) {
            list.add(matrix[row][right]);
        }
        right--;
        if (left > right) {
            break;
        }
        for (int col = right; col >= left; col--) {
            list.add(matrix[down][col]);
        }
        down--;
        if (up > down) {
            break;
        }
        for (int row = down; row >= up; row--) {
            list.add(matrix[row][left]);
        }
        left++;
        if (left > right) {
            break;
        }
    }
    return list;
}