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系列：数组专练
语言：java & go
题目来源：Leetcode59. 螺旋矩阵 II
难度：中等
考点：边界问题的处理 & 圈数处理

思路和参考答案

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题目描述
思路
- java解法：
- java参考代码
- go参考代码：

题目描述

给你一个正整数 n ，生成一个包含 1 到 n2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n 正方形矩阵 matrix 。
示例 1：
在这里插入图片描述

输入：n = 3
输出：[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]

示例 2：

输入：n = 1
输出：[[1]]

提示：

1 <= n <= 20

思路

java解法：

首先题中要求1 <= n <= 20取值范围，使用双循环不会超时；分析题中要求，需要创建一个二维数组res，一个记录数组增长的count=1，一个用来记录开始位置的start。
1.首先的话是定义圈数，围成一圈的数的个数是一个偶数，所以可以通过n%2，来判断输入的数是奇数和偶数。因为偶数会刚好围成圈，而奇数最终会在圈中间多出一个中间值。所以需要一步操作来判断是否有中间值，那奇数的话怎么求这个中间值呢？可以通过简单枚举得出，当n=3时，中间数为res[1][1],当n=5时，中间值为res[2][2]，可以分析出中间值索引为圈数，值为n*n；每一圈的不同起点是通过start来计算的。为[start][start],刚开始是[0][0],过了一圈后，start+1,第二圈从[1][1]开始，之后以此类推。
2.定义好圈数，一圈四条边，每天边可以好几种遍历方式，一条边是由n个数，这里我们分析的是每条边遍历n-1个数，如下图所示：
在这里插入图片描述
思路我们有了，下面我们看具体的代码实现：

java参考代码

class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
		int [][] res =new int [n][n];
		int num=1;
		int count =1;
		int start =0;
		int x,y;
		// n/2来确定圈数
		while(num<=n/2){
		//首先对上边界进行遍历   数组从0开始，当y=n-num时退出，刚好到右边界遍历开头
			for(y=start;y<n-num;y++){
				res[start][y] = count++;
			}
			//开始遍历右边界 数组从0开始，当x=n-num时退出，刚好到下边界遍历开头
			for(x=start;x<n-num;x++){
				res[x][y] =count++;
			}
			//此时x已经是n-num了，y是n-num，开始遍历下边界，只需要移动y即可，不需要再进行多余的遍历，保持y>=num ，结束之后y的值为0，刚好到达左边边界
			for(;y>=num;y--){
				res[x][y] = count++;
			}	
			//此时 遍历左边界，y已经到达左边界了，只需要移动x就行，需要满足x>=num，循环结束后x=0，之后又重新赋值x了,x=0时的索引值并未写进数组所以没什么影响。
			for(;x>=num;x--){
				res[x][y] = count++;
			}				
			//一圈已经结束了，开启下一圈,将圈的其实位置和圈数更新
			start++;
			num++;
		}
			//海鸥如果是奇数的话，需要求中间值,写在循环外，此时num就是n*n，因为count是先执行后++的，所以count=n*n；此时圈数也知道了，进行判断
			if(n%2 == 1){
				res[start][start] = count;
			}
	return res;
	}
}

go参考代码：

因为数组是动态的，所以在go中我们使用二维切片来进行记录索引和值
不同于java思路，在go中我们现规定了边界，，然后通过移动边界，来进行处理

	func generateMatrix(n int) [][]int {
    top,bottom:=0,n-1
    left,right:=0,n-1
    num := 1
    tar := n*n
    matrix := make([][]int,n)
    for i:=0;i<n;i++{
        matrix[i] = make([]int,n)
    }
    for num <= tar{
        for i:=left;i<=right;i++{
            matrix[top][i] =num;
            num++;
        }
        top++
        for i:=top;i<=bottom;i++{
            matrix[i][right]=num;
            num++;
        }
        right--
        for i:=right;i>=left;i--{
            matrix[bottom][i] =num;
            num++;
        }
        bottom--;
        for i:=bottom;i>=top;i--{
            matrix[i][left] =num;
            num++;
        }
        left++;
    }
    return matrix
}