29. 顺时针打印矩阵

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题目描述

按顺时针的方向，从外到里打印矩阵的值。下图的矩阵打印结果为：1, 2, 3, 4, 8, 12, 16, 15, 14, 13, 9, 5, 6, 7, 11, 10

解题思路

一层一层从外到里打印，观察可知每一层打印都有相同的处理步骤，唯一不同的是上下左右的边界不同了。因此使用四个变量 r1, r2, c1, c2 分别存储上下左右边界值，从而定义当前最外层。打印当前最外层的顺序：从左到右打印最上一行->从上到下打印最右一行->从右到左打印最下一行->从下到上打印最左一行。应当注意只有在 r1 != r2 时才打印最下一行，也就是在当前最外层的行数大于 1 时才打印最下一行，这是因为当前最外层只有一行时，继续打印最下一行，会导致重复打印。打印最左一行也要做同样处理。

• 解法一：

  public class 顺时针打印矩阵 {
      @Test
      public void test1() throws Exception {
          int n = 3;
          int[][] arrays = TestUtils.randomArrays(n, n, n);
          int rows = arrays.length;
          int cols = arrays[0].length;
    
          System.out.println("原数组：");
          TestUtils.arrayPrint(arrays);
          // 已遍历圈数
          int round = 0;
          int i;
          int j;
    
          System.out.println("顺时针遍历：");
          do {
              // right change col++
              for (i = round, j = round; j < cols + round; j++) {
                  System.out.printf("%s, ", arrays[i][j]);
              }
              // down change row--
              for (i++, j--; i < rows + round; i++) {
                  System.out.printf("%s, ", arrays[i][j]);
              }
              // left change col--
              for (i--, j--; j >= round; j--) {
                  System.out.printf("%s, ", arrays[i][j]);
              }
              // up change row++
              for (i--, j++; i > round; i--) {
                  System.out.printf("%s, ", arrays[i][j]);
              }
              // 遍历一圈下来后行数和列数均减 2
              rows-=2;
              cols-=2;
              round++;
              System.out.println();
          } while (rows > 0 || cols > 0);
      }
  }
  

  测试 n =3 ：

  原数组：
  [0, 2, 0]
  [2, 2, 2]
  [0, 2, 2]
  顺时针遍历：
  0, 2, 0, 2, 2, 2, 0, 2, 
  2, 
  

  测试 n = 6

  原数组：
  [2, 5, 4, 4, 2, 0]
  [4, 4, 5, 0, 2, 5]
  [1, 3, 3, 3, 3, 0]
  [5, 1, 5, 4, 3, 4]
  [4, 5, 5, 5, 3, 1]
  [2, 3, 5, 3, 3, 3]
  顺时针遍历：
  2, 5, 4, 4, 2, 0, 5, 0, 4, 1, 3, 3, 3, 5, 3, 2, 4, 5, 1, 4, 
  4, 5, 0, 2, 3, 3, 3, 5, 5, 5, 1, 3, 
  3, 3, 4, 5, 
  

• 解法二

public ArrayList<Integer> printMatrix(int[][] matrix) {
    ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();
    int r1 = 0, r2 = matrix.length - 1, c1 = 0, c2 = matrix[0].length - 1;
    while (r1 <= r2 && c1 <= c2) {
        // 上
        for (int i = c1; i <= c2; i++)
            ret.add(matrix[r1][i]);
        // 右
        for (int i = r1 + 1; i <= r2; i++)
            ret.add(matrix[i][c2]);
        if (r1 != r2)
            // 下
            for (int i = c2 - 1; i >= c1; i--)
                ret.add(matrix[r2][i]);
        if (c1 != c2)
            // 左
            for (int i = r2 - 1; i > r1; i--)
                ret.add(matrix[i][c1]);
        r1++; r2--; c1++; c2--;
    }
    return ret;
}