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大家好！博主开辟了一个新的专栏——剑指offer，我要开始刷题了！这个专栏会介绍《剑指offer》书上所有的面试编程题。并且会分享一些我的刷题心得。由于博主水平有限，如有错误，欢迎指正，如果有更好的解题思路和算法可以分享给博主哦！一起加油！一起努力！

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📆首发时间：🌴2021年9月14日🌴
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⭐️剑指 Offer 29. 顺时针打印矩阵（C语言）⭐️

🔐题目详情

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。

示例：

输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
输出：[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
输入：matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
输出：[1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]

限制：

0 <= matrix.length <= 100
0 <= matrix[i].length <= 100

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/shun-shi-zhen-da-yin-ju-zhen-lcof/

💡解题思路

方法： 在生活中，我相信大家一定都接触过卷心菜或者洋葱，它们都是由许多层叠加包起来的。不知道你们剥过洋葱或卷心菜没有，对于这道题我们可以一层一层地剥开，先外后里，一层一层地遍历完所有的元素。
首先，我们需要对最外层进行遍历，然后再进一层，直到遍历完所有的元素。而每一层的遍历我们可以拆成4个部分，由于每次都是从左上角开始，所以遍历次序依次为顶行 右列 底行 左列，这四部分的指针分别为up right down left：

1. 顶行遍历完，up++
2. 右列遍历完，right--
3. 底行遍历完，down--
4. 左列遍历完，left++

每这样循环一轮，就相当于剥了一层洋葱，当底行指针小于顶行指针或左列指针大于右列指针就代表已经全部遍历完。或者在遍历过程中，并进行计数，当计数个数与总元素个数相同时代表元素遍历完成！
假设数组总元素个数为size。

时间复杂度： O(size)
空间复杂度： O(1)

🔑源代码

编程语言：C语言
在线编程平台：力扣

//使用顶行不大于底行，左列不大于右列控制循环
/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* spiralOrder(int** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize, int* returnSize){
    if (matrixSize == 0 || *matrixColSize == 0)
    {
        *returnSize = 0;
        return NULL;
    }

    int row = matrixSize;
    int col = *matrixColSize;
    int size = row*col;
    *returnSize = size;
    int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * size);
    int cnt = 0;//已经遍历的元素个数
    int left = 0, right = col - 1, up = 0, down = row - 1;//左右上下边界
    int i = 0;
    
    while (1)                           //cnt < size
    {
        for (i = left; cnt < size && i <= right; i++)
        {
            arr[cnt++] =  matrix[up][i];//打印上边界元素
        }
        //up++;
        if (++up > down)
            break;
        for (i = up; cnt < size && i <= down; i++)
        {
            arr[cnt++] = matrix[i][right];//打印右边界元素
        }
        //right--;
        if (--right < left)
            break;
        for (i = right; cnt < size && i >= left; i--)
        {
            arr[cnt++] = matrix[down][i];//打印下边界元素
        }
        //down--;
        if (--down < up)
            break;
        for (i = down; cnt < size && i >= up; i--)
        {
            arr[cnt++] = matrix[i][left];//打印左边界元素
        }
        //left++;
        if (++left > right)
            break;
    }
    return arr;
}

//使用遍历元素个数与数组总元素个数间的关系作为循环条件
/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* spiralOrder(int** matrix, int matrixSize, int* matrixColSize, int* returnSize){
    if (matrixSize == 0 || *matrixColSize == 0)
    {
        *returnSize = 0;
        return NULL;
    }

    int row = matrixSize;
    int col = *matrixColSize;
    int size = row*col;
    *returnSize = size;
    int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * size);
    int cnt = 0;//已经遍历的元素个数
    int left = 0, right = col - 1, up = 0, down = row - 1;//左右上下边界
    int i = 0;
    
    while (cnt < size)                           
    {
        for (i = left; cnt < size && i <= right; i++)
        {
            arr[cnt++] =  matrix[up][i];//打印上边界元素
        }
        up++;
        for (i = up; cnt < size && i <= down; i++)
        {
            arr[cnt++] = matrix[i][right];//打印右边界元素
        }
        right--;
        for (i = right; cnt < size && i >= left; i--)
        {
            arr[cnt++] = matrix[down][i];//打印下边界元素
        }
        down--;
        for (i = down; cnt < size && i >= up; i--)
        {
            arr[cnt++] = matrix[i][left];//打印左边界元素
        }
        left++;
    }
    return arr;
}

🌱总结

矩阵的顺时针或逆时针遍历，可以利用生活中剥洋葱或剥卷心菜的思想，一层一层地“剥开”矩阵。

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