c++-c++编程基础之leetcode题解第59题螺旋矩阵II.zip资源-CSDN文库

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在C++编程中，LeetCode是一个非常受欢迎的在线平台，用于练习和提升编程技能，特别是算法和数据结构。第59题"螺旋矩阵II"（Spiral Matrix II）是LeetCode中的一个经典问题，它涉及到矩阵操作和迭代。在这个问题中，我们需要生成一个特定大小的螺旋矩阵，从中心向外螺旋式填充数字。螺旋矩阵是一种特殊的二维数组，其元素按照顺时针或逆时针方向螺旋式填充。例如，一个3x3的螺旋矩阵填充方式如下： ``` 1 2 3 8 9 4 7 6 5 ``` 我们来了解一下C++编程的基础知识。C++是一种静态类型的、编译式的、通用的、大小写敏感的、不仅支持过程化编程，也支持面向对象编程的程序设计语言。它的语法源自C语言，但提供了更多的高级特性，如类、模板、异常处理等。在解决LeetCode的第59题时，我们可以采用以下步骤： 1. 初始化一个空的二维数组，大小等于题目所给的矩阵尺寸。 2. 定义四个边界，分别表示当前螺旋层的左、右、上、下边界。 3. 初始化一个计数器，用于填充数字，从1开始。 4. 使用四个循环，分别对应螺旋矩阵的四个方向：向右、向下、向左、向上。在每个循环中，根据边界条件填充数组，并更新边界。 5. 每次填充完一层，边界会缩小，表示进入下一层螺旋。 6. 循环直到所有位置都被填充。在C++实现过程中，我们可以使用两个嵌套的for循环，外层循环控制层数，内层循环控制每层的四个方向填充。同时，可以使用四个指针分别表示四个边界，根据边界的变化来决定填充的方向。以下是一个简化的伪代码示例： ```cpp for (int layer = 0; layer < size / 2; layer++) { // 向右填充 for (int i = layer; i < size - layer - 1; i++) { matrix[layer][i] = counter++; } // 向下填充 for (int j = layer + 1; j < size - layer; j++) { matrix[j][size - layer - 1] = counter++; } // 向左填充 if (size - 2 * layer > 1) { for (int i = size - layer - 2; i >= layer; i--) { matrix[size - layer - 1][i] = counter++; } } // 向上填充 if (size - 2 * layer > 1) { for (int j = size - layer; j > layer + 1; j--) { matrix[j][layer] = counter++; } } } // 对于奇数大小的矩阵，还需要填充中间位置 if (size % 2 == 1) { matrix[size / 2][size / 2] = counter++; } ``` 以上就是C++解决LeetCode第59题螺旋矩阵II的基本思路和关键步骤。在实际编程中，需要注意边界条件的处理，以及在填充过程中保持对角线的连续性。通过这个题目，不仅可以锻炼C++编程技巧，还能提高对矩阵操作和迭代的理解。同时，对于LeetCode上的其他题目，也可以采用类似的分析和解决方法，不断提升编程能力。

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c++_c++编程基础之leetcode题解第59题螺旋矩阵II

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# [59. Spiral Matrix II (Medium)](https://leetcode.com/problems/spiral-matrix-ii/) Given a positive integer <code>n</code>, generate an <code>n x n</code> <code>matrix</code> filled with elements from <code>1</code> to <code>n2</code> in spiral order.   Example 1: <img alt="" src="https://assets.leetcode.com/uploads/2020/11/13/spiraln.jpg" style="width: 242px; height: 242px;"> <pre>Input: n = 3 Output: [[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]] </pre> Example 2: <pre>Input: n = 1 Output: [[1]] </pre>   Constraints: <ul> <li><code>1 <= n <= 20</code></li> </ul> **Companies**: [tiktok](https://leetcode.com/company/tiktok), [Apple](https://leetcode.com/company/apple), [Amazon](https://leetcode.com/company/amazon) **Related Topics**: [Array](https://leetcode.com/tag/array/), [Matrix](https://leetcode.com/tag/matrix/), [Simulation](https://leetcode.com/tag/simulation/) **Similar Questions**: * [Spiral Matrix (Medium)](https://leetcode.com/problems/spiral-matrix/) * [Spiral Matrix III (Medium)](https://leetcode.com/problems/spiral-matrix-iii/) ## Solution 1. ```cpp // OJ: https://leetcode.com/problems/spiral-matrix-ii/ // Author: github.com/lzl124631x // Time: O(N^2) // Space: O(1) extra space class Solution { public: vector<vector<int>> generateMatrix(int n) { vector<vector<int>> ans(n, vector<int>(n)); for (int i = 0, d = 1; i < n / 2; ++i) { int len = n - 2 * i - 1; for (int j = 0; j < len; ++j) ans[i][i + j] = d++; for (int j = 0; j < len; ++j) ans[i + j][n - i - 1] = d++; for (int j = 0; j < len; ++j) ans[n - i - 1][n - i - j - 1] = d++; for (int j = 0; j < len; ++j) ans[n - i - j - 1][i] = d++; } if (n % 2) ans[n / 2][n / 2] = n * n; return ans; } }; ``` ## Solution 2. ```cpp // OJ: https://leetcode.com/problems/spiral-matrix-ii/ // Author: github.com/lzl124631x // Time: O(N^2) // Space: O(1) extra space class Solution { public: vector<vector<int>> generateMatrix(int n) { vector<vector<int>> ans(n, vector<int>(n)); int i = 0, j = 0, d = 0, dirs[4][2] = {{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}}; for (int val = 1; val <= n * n; ++val) { ans[i][j] = val; int x = i + dirs[d][0], y = j + dirs[d][1]; if (x < 0 || x >= n || y < 0 || y >= n || ans[x][y]) d = (d + 1) % 4; i += dirs[d][0]; j += dirs[d][1]; } return ans; } }; ```

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