【劍指Offer學習】【面試題20 : 順時針列印矩陣】
題目:輸入一個矩陣,按照從外向裡以順時針的順序依次掃印出每一個數字
解題思路:
把列印一圈分為四步:第一步從左到右列印一行,第二步從上到下列印一列,第三步從右到左列印一行,第四步從下到上列印一列。每一步我們根據起始座標和終止座標用一個迴圈就能打印出一行或者一列。
不過值得注意的是,最後一圈有可能退化成只有一行、只有一列,甚至只有一個數字,因此列印這樣的一圈就不再需要四步。圖4.4 是幾個退化的例子, 列印一圈分別只需要三步、兩步甚至只有一步。
因此我們要仔細分析列印時每一步的前提條件。第一步總是需要的, 因為列印一圈至少有一步。如果只有一行,那麼就不用第二步了。也就是需要
第二步的前提條件是終止行號大於起始行號。需要第三步列印的前提條件是圈內至少有兩行兩列,也就是說除了要求終止行號大於起始行號之外,還要求終止列號大於起始列號。同理,需要列印第四步的前提條件是至少有三行兩列,因此要求終止行號比起始行號至少大2 , 同時終止列號大於起始列號。
程式碼實現:
public class Test20 {
/**
* 輸入一個矩陣,按照從外向裡以順時針的順序依次列印每一個數字
*
* @param numbers 輸入的二維陣列,二維陣列必須是N*M的,否則分出錯
*/
public static void printMatrixClockWisely(int[][] numbers) {
// 輸入的引數不能為空
if (numbers == null) {
return;
}
// 記錄一圈(環)的開始位置的行
int x = 0;
// 記錄一圈(環)的開始位置的列
int y = 0;
// 對每一圈(環)進行處理,
// 行號最大是(numbers.length-1)/2
// 列號最大是(numbers[0].length-1)/2
while (x * 2 < numbers.length && y * 2 < numbers[0].length) {
printMatrixInCircle(numbers, x, y);
// 指向下一個要處理的的環的第一個位置
x++;
y++;
}
}
public static void printMatrixInCircle(int[][] numbers, int x, int y) {
// 陣列的行數
int rows = numbers.length;
// 陣列的列數
int cols = numbers[0].length;
// 輸出環的上面一行,包括最中的那個數字
for (int i = y; i <= cols - y - 1; i++) {
System.out.print(numbers[x][i] + " ");
}
// 環的高度至少為2才會輸出右邊的一列
// rows-x-1:表示的是環最下的那一行的行號
if (rows - x - 1 > x) {
// 因為右邊那一列的最上面那一個已經被輸出了,所以行呈從x+1開始,
// 輸出包括右邊那列的最下面那個
for (int i = x + 1; i <= rows - x - 1; i++) {
System.out.print(numbers[i][cols - y - 1] + " ");
}
}
// 環的高度至少是2並且環的寬度至少是2才會輸出下面那一行
// cols-1-y:表示的是環最右那一列的列號
if (rows - x - 1 > x && cols - 1 - y > y) {
// 因為環的左下角的位置已經輸出了,所以列號從cols-y-2開始
for (int i = cols - y - 2; i >= y; i--) {
System.out.print(numbers[rows - 1 - x][i] + " ");
}
}
// 環的寬度至少是2並且環的高度至少是3才會輸出最左邊那一列
// rows-x-1:表示的是環最下的那一行的行號
if (cols - 1 - y > y && rows - 1 - x > x + 1) {
// 因為最左邊那一列的第一個和最後一個已經被輸出了
for (int i = rows - 1 - x - 1; i >= x + 1; i--) {
System.out.print(numbers[i][y] + " ");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[][] numbers = {
{1, 2, 3, 4, 5},
{16, 17, 18, 19, 6},
{15, 24, 25, 20, 7},
{14, 23, 22, 21, 8},
{13, 12, 11, 10, 9},
};
printMatrixClockWisely(numbers);
System.out.println();
int[][] numbers2 = {
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8},
{22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 9},
{21, 36, 37, 38, 39, 40, 29, 10},
{20, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 11},
{19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12},
};
printMatrixClockWisely(numbers2);
System.out.println();
int[][] numbers3 = {
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
};
printMatrixClockWisely(numbers3);
System.out.println();
int[][] numbers4 = {
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8},
{16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9}
};
printMatrixClockWisely(numbers4);
System.out.println();
int[][] numbers5 = {
{1},
{2},
{3},
{4},
{5},
{6},
{7},
{8}
};
printMatrixClockWisely(numbers5);
System.out.println();
int[][] numbers6 = {
{0, 1},
{15, 2},
{14, 3},
{13, 4},
{12, 5},
{11, 6},
{10, 7},
{9, 8}
};
printMatrixClockWisely(numbers6);
System.out.println();
int[][] numbers7 = {
{1, 2},
{4, 3}
};
printMatrixClockWisely(numbers7);
System.out.println();
int[][] numbers8 = {
{1}
};
printMatrixClockWisely(numbers8);
System.out.println();
// 0個元素的陣列
printMatrixClockWisely(new int[][]{{}});
// 空陣列
printMatrixClockWisely(null);
}
執行結果
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