剑指offer 19. 顺时针打印矩阵 & leetcode 剑指 Offer 29. 顺时针打印矩阵 & 螺旋矩阵 （Java/Golang）

19. 顺时针打印矩阵

题目描述

输入一个矩阵，按照从外向里以顺时针的顺序依次打印出每一个数字，例如，如果输入如下4 X 4矩阵： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 则依次打印出数字1,2,3,4,8,12,16,15,14,13,9,5,6,7,11,10.

思路：

链接：https://www.nowcoder.com/questionTerminal/9b4c81a02cd34f76be2659fa0d54342a?answerType=1&f=discussion

定义四个变量代表范围，up、down、left、right

1. 向右走存入整行的值，当存入后，该行再也不会被遍历，代表上边界的 up 加一，同时判断是否和代表下边界的 down 交错

2. 向下走存入整列的值，当存入后，该列再也不会被遍历，代表右边界的 right 减一，同时判断是否和代表左边界的 left 交错

3. 向左走存入整行的值，当存入后，该行再也不会被遍历，代表下边界的 down 减一，同时判断是否和代表上边界的 up 交错

4. 向上走存入整列的值，当存入后，该列再也不会被遍历，代表左边界的 left 加一，同时判断是否和代表右边界的 right 交错

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> printMatrix(int [][] matrix) {
       // 判断矩阵是否为空
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        int up = 0, down = matrix.length - 1;
        int left = 0, right = matrix[0].length - 1;
        if(matrix == null || down < 0 || left < 0){
            return list;
        }
        
        // 四个方向遍历矩阵, 动态更新四个边界值
        int col, row;
        while(true){
            // 最上面这行向右
            for(col = left; col <= right; col++){
                 list.add(matrix[up][col]);
            }
            up++;        // 更新上边界
            if(down < up){
                break;
            }
            // 最右边这行向下
            for(row = up; row <= down; row++){
                list.add(matrix[row][right]);
            }
            right--;    // 更新右边界
            if(left > right){
                break;        // 如果越界则跳出循环
            }
            // 最下面这行向左
            for(col = right; col >= left; col--){
                list.add(matrix[down][col]);
            }
            down--;    // 更新下边界
            if(up > down){
                break;        // 如果越界则跳出循环
            }
            // 最左边这行向上
            for(row = down; row >= up; row--){
                list.add(matrix[row][left]);
            }
            left++;    // 更新左边界
            if(left > right){
                break;
            }
        }
        return list;
    }
}

leetcode运行时间为1ms - 96.82%, 空间为40.2MB - 37.45%

复杂度分析：

时间复杂度：遍历了整个矩阵，所以时间复杂度为O(rows*cols)

空间复杂度：除了存储结果的矩阵，其他的空间都是常量级的，所以空间复杂度为O(1)

Golang 写法

毕业后面试第一题算法题，今天面试被问到了这题，但是太久了没刷题了，而且对 golang 的二维数组遍历和长度获取不是很熟，导致捣鼓了很久也没写完，难过想哭😭😭😭

package main

import "fmt"

// 输出螺旋矩阵
func printMatrix(arr [][]int)  {
	if arr == nil || len(arr) == 0 {
		return
	}

	// 左右边界和上下边界
	leftBorder, rightBorder := 0, len(arr[0]) - 1
	upBorder, downBorder := 0, len(arr) - 1
	var i, j int

	for ; ; {
		// 从左往右遍历最上面那行
		for j = leftBorder; j <= rightBorder; j++ {
			fmt.Printf("%v ", arr[upBorder][j])
		}
		upBorder++ // 更新上边界
		if upBorder > downBorder { // // 上边界超过下边界，越界直接结束循环
			break
		}

		// 从上往下遍历最右边那行
		for i = upBorder; i <= downBorder; i++ {
			fmt.Printf("%v ", arr[i][rightBorder])
		}
		rightBorder-- // 更新右边界
		if rightBorder < leftBorder { // // 右边界小于左边界，越界直接结束循环
			break
		}

		// 从右往左遍历最下面那行
		for j = rightBorder; j >= leftBorder; j-- {
			fmt.Printf("%v ", arr[downBorder][j])
		}
		downBorder-- // 更新下边界
		if downBorder < upBorder { // // 下边界小于上边界了，越界直接结束循环
			break
		}

		// 从下往上遍历最左边那行
		for i = downBorder; i >= upBorder; i-- {
			fmt.Printf("%v ", arr[i][leftBorder])
		}
		leftBorder++ // 更新左边界
		if leftBorder > rightBorder { // 左边界大于右边界，越界直接结束循环
			break
		}
	}
	fmt.Printf("\n")
}

 测试 case 4个：正常二维数组，单行，单列，空数组

func main()  {

	arr := [][]int{
		{1, 2, 3, 4, 5},
		{14, 15, 16, 17, 6},
		{13, 20, 19, 18, 7},
		{12, 11, 10, 9, 8},
	}
	printMatrix(arr) // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
	arr = [][]int{
		{1, 2, 3, 4, 5},
	}
	printMatrix(arr) // 1 2 3 4 5
	arr = [][]int {
		{1}, {2}, {3}, {4}, {5},
	}
	printMatrix(arr) // 1 2 3 4 5
	arr = [][]int {

	}
	printMatrix(arr) //
}