Java实现螺旋矩阵:深度解析与高效算法300


螺旋矩阵是一个经典的算法问题,它要求将一个整数矩阵以螺旋状的顺序填充或读取元素。 本文将深入探讨如何使用Java语言高效地生成和处理螺旋矩阵,涵盖多种实现方法,并分析其时间和空间复杂度。 我们将从简单的基础方法出发,逐步改进,最终实现一个高性能、易于理解的解决方案。

一、问题描述

给定一个正整数`n`,创建一个`n x n`的矩阵,并按照螺旋顺序填充1到n²的整数。例如,当n=3时,生成的螺旋矩阵为:
1 2 3
8 9 4
7 6 5

二、基本思路与实现

最直观的实现方法是使用四个循环模拟螺旋填充的过程。我们设置四个变量来表示矩阵的边界:`top`, `bottom`, `left`, `right`。 每次循环都沿着一个方向填充一行或一列,然后更新边界变量,直到所有元素都被填充。
public static int[][] generateSpiralMatrix(int n) {
int[][] matrix = new int[n][n];
int top = 0, bottom = n - 1, left = 0, right = n - 1;
int num = 1;
while (num

2025-06-03


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