剑指offer 顺时针打印矩阵

描述

剑指offer JZ29 顺时针打印矩阵
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]
数据范围:
0 <= matrix.length <= 100
0 <= matrix[i].length <= 100

方法一：设置方向的优先级，并且单独考虑特殊情况进行遍历

思路：由于需要顺时针遍历矩阵，我们可以直观想到方向的优先级：右、下、左、上。我们可以通过标记已经遍历过的数字，每次都按顺序判断这四个方位，在前一个行不通时才会走下一个，大体实现顺时针遍历。但是存在一种特殊情况，就是在需要向上遍历的时候，由于是需要先判断右方向，所以遍历方向会向右走而不向上，这个时候我们可以在判断四个方向之前再加入一个条件：即在右方和上方都可通行的时候，优先向上走，即可解决。
代码实现：

import java.util.*;
import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    //标记位置是否已遍历
    boolean[][] flags;
    
    // 此方法用于根据优先级选择方向
	 public ArrayList<Integer> printMatrix(int [][] matrix) {
	 ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
	 //先判断特殊情况
       if (matrix.length==0 || matrix[0].length==0) return list;
       //初始化标记数组
       flags = new boolean[matrix.length][matrix[0].length];
       int x = 0;
       int y = 0;
       
       //循环遍历
       while(true) {
        flags[x][y] = true;
        list.add(matrix[x][y]);
        //如果上方和右方同时可通行，优先往上走
        if (checkAuth(x, y+1) && checkAuth(x-1, y)) x--;
        //右方能通行
        else if (checkAuth(x, y+1)) y++;
        //下方能通行
        else if (checkAuth(x+1, y)) x++;
        //左方能通行
        else if (checkAuth(x, y-1)) y--;
        //上方能通行
        else if (checkAuth(x-1, y)) x--; 
        //无路可走，返回集合
        else return list;
       }
    }
    //通过数字的坐标判断此点能不能通行
    public boolean checkAuth(int x, int y) {
        if (x < 0 || x > flags.length-1 || y < 0 || y > flags[0].length-1 || flags[x][y]) return false;
        return true;
    }
}

方法二：设置边界条件，经过遍历循环实现

思路：设置上下左右四种边界，每进行一次遍历，就将对应的边界改变，当边界冲突的时候退出循环

public class Solution {
    public ArrayList<Integer> printMatrix(int [][] matrix) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        if (matrix.length==0 || matrix[0].length==0) return list;
        //初始化四条边界。
        int top = 0;
        int left = 0;
        int bottom = matrix.length-1;
        int right = matrix[0].length-1;
        //边界条件冲突时，退出循环
        while (top <=  bottom && left <= right) {
        //第一次循环，从左到右
            for (int i = left; i <= right; i++) list.add(matrix[top][i]);
            top++;
            //上边界在下边界之下，遍历结束，退出循环
            if (top > bottom) break;
            //后面的也是一样的道理，分别时从上往下，从左往右，从下往上，并且每一次都需要判断遍历是否结束。
            for (int i = top; i <= bottom; i++) list.add(matrix[i][right]);
            right--;
            if (left > right) break;
            for (int i = right; i >= left; i--) list.add(matrix[bottom][i]);
            bottom--;
            if (top > bottom) break;
            for (int i = bottom; i >= top; i--) list.add(matrix[i][left]);
            left++;
            if (left > right) break;
        }
        return list;
    }
}