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.
分析:
当遇到一个复杂的问题的时候,我们可以用图形来帮助我们来思考。由于是从外圈到内圈的顺序依次打印,我们可以把矩阵想象成若干个圈,如图所示。我们可以用一个循环来打印矩阵,每一次打印矩阵中的一个圈。
接下来分析循环结束的条件。假设这个矩阵的行数是rows,列数是columns。打印第一个圈是左上角元素的坐标是(0,0),第二圈的左上角的坐标是(1,1),以此类推。我们注意到,左上角的坐标中行标和列标总是相同的,于是可以在矩阵中选取左上角为(start,start)的一圈为我们分析的目标。
对一个5*5的矩阵而言,最后一圈只有一个数字,对应的坐标为(2,2)。我们发现5>2*2.对于一个6*6的矩阵而言,最后一圈有4个数字,其左上角的坐标仍然为(2,2)。我们发现6>2*2依然成立。于是我们可以得出继续循环的条件是columns>startX*2并且rows>startY*2.
接着我们考虑如何打印一圈的功能。如图所示,我们可以把打印一圈分为四步:第一步从做到右打印一行,第二步从上到下打印一行,第三步从右到左打印一行,第四步从下到上打印一列。每一步我们根据起始坐标用一个循环就能打印出一行或者一列。
不过值得注意的是,最后一圈有可能退化成只有一行、只有一列,甚至只有一个数字,因此打印这样的一圈就不再需要四步。图是几个退化的例子,打印一圈分别只需要三步、两步甚至只有一步。
代码如下:
/**
* 顺时针打印数组
*/
public class PrintMatrix {
/**
* 顺时针打印数组
*
* @param numbers
* 二维数组
* @param rows
* 行数
* @param columns
* 列数
*/
public void printMatrixClockwisely(int[][] numbers, int rows, int columns) {
if (numbers == null || rows <= 0 || columns <= 0) {
return;
}
int start = 0;
while (start * 2 < columns && start * 2 < rows) {
printMatrixInCircle(numbers, rows, columns, start);
start++;
}
}
public void printMatrixInCircle(int[][] numbers, int rows, int columns,int start) {
//终止列号
int endX = columns - 1 - start;
//终止行号
int endY = rows - 1 - start;
//从左至右打印一行
for(int i = start; i <= endX; i++){
System.out.print(numbers[start][i]+" ");
}
//从上到下打印一列
if(endY > start){
for(int i = start+1; i<= endY; i++){
System.out.print(numbers[i][endX] + " ");
}
}
//从右至左打印一行
if(endY > start && endX > start){
for(int i = endX-1 ; i>= start; i--){
System.out.print(numbers[endY][i] + " ");
}
}
//从下到上打印一列
if(endY - 1 > start && endX > start){
for(int i = endY-1; i >= start+1 ; i--){
System.out.print(numbers[i][start] + " ");
}
}
}
}