力扣top100(day01-05)--矩阵
73. 矩阵置零
class Solution {public void setZeroes(int[][] matrix) {int length=matrix.length;int wingth=matrix[0].length;// 使用集合记录需要置零的行和列Set<Integer> n = new HashSet<>();Set<Integer> m = new HashSet<>();for(int i=0;i<length;i++){for(int j=0;j<wingth;j++){if(matrix[i][j]==0){n.add(i);m.add(j);}}} for(int l:n){for(int k=0;k<wingth;k++){matrix[l][k]=0;}}for(int g:m){for(int h=0;h<length;h++){matrix[h][g]=0;}}}
}代码解读：矩阵置零（Set Matrix Zeroes）
这段代码实现了将矩阵中所有0元素所在的行和列全部置为0的功能。以下是详细解析：
1. 核心思路
问题要求：给定一个m×n的矩阵，如果某个元素为0，则将其所在行和列的所有元素都设为0。
解决方法：使用两个HashSet分别记录需要置零的行和列索引，然后统一处理。
2. 代码解析
(1) 初始化行列集合
java
Set<Integer> n = new HashSet<>(); // 存储需要置零的行索引 Set<Integer> m = new HashSet<>(); // 存储需要置零的列索引
n：记录包含0元素的行号
m：记录包含0元素的列号(2) 第一次遍历：标记0的位置
java
for(int i=0;i<length;i++){for(int j=0;j<wingth;j++){if(matrix[i][j]==0){n.add(i); // 记录行号m.add(j); // 记录列号}} }
遍历整个矩阵，发现0时记录其行列索引。
(3) 行置零处理
java
for(int l:n){for(int k=0;k<wingth;k++){matrix[l][k]=0; // 将整行置零} }
遍历所有标记行，将该行所有元素设为0。
(4) 列置零处理
java
for(int g:m){for(int h=0;h<length;h++){matrix[h][g]=0; // 将整列置零} }
遍历所有标记列，将该列所有元素设为0。
3. 复杂度分析
时间复杂度：O(m×n)，需要遍历矩阵两次（标记+置零）
空间复杂度：O(m+n)，最坏情况下需要存储所有行和列索引
4. 示例演示
输入矩阵：
text
[[1, 1, 1],[1, 0, 1],[1, 1, 1] ]执行过程：
发现0在(1,1)，记录行1和列1
将第1行全部置零：
[1,0,1]→[0,0,0]将第1列全部置零：
[1][0]→0
[2][0]→0（实际值不变）输出：
text
[[1,0,1],[0,0,0],[1,0,1] ]
54. 螺旋矩阵
class Solution {public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {List<Integer> order = new ArrayList<Integer>();if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {return order;}int rows = matrix.length, columns = matrix[0].length;int left = 0, right = columns - 1;int top = 0, bottom = rows - 1;while (left <= right && top <= bottom) {// 1. 从左到右遍历上层for (int column = left; column <= right; column++) {order.add(matrix[top][column]);}// 2. 从上到下遍历右列for (int row = top + 1; row <= bottom; row++) {order.add(matrix[row][right]);}// 3. 从右到左遍历下层（确保不是单行）if (left < right && top < bottom) {for (int column = right - 1; column > left; column--) {order.add(matrix[bottom][column]);}// 4. 从下到上遍历左列（确保不是单列）for (int row = bottom; row > top; row--) {order.add(matrix[row][left]);}}// 边界收缩left++; right--; top++; bottom--;}return order;}
}代码解读：螺旋矩阵（Spiral Matrix）
这段代码实现了按顺时针螺旋顺序遍历二维矩阵的功能。以下是详细解析：
1. 核心思路
问题要求：将矩阵元素按从外到内顺时针顺序排列。
解决方法：使用边界收缩法，通过四个边界指针（left, right, top, bottom）逐步向内层遍历。
2. 代码解析
(1) 初始化边界指针
java
int left = 0, right = columns - 1; // 左右边界（列） int top = 0, bottom = rows - 1; // 上下边界（行）
left/right控制列范围，top/bottom控制行范围。(2) 螺旋遍历
java
while (left <= right && top <= bottom) {// 1. 从左到右遍历上层for (int column = left; column <= right; column++) {order.add(matrix[top][column]);}// 2. 从上到下遍历右列for (int row = top + 1; row <= bottom; row++) {order.add(matrix[row][right]);}// 3. 从右到左遍历下层（确保不是单行）if (left < right && top < bottom) {for (int column = right - 1; column > left; column--) {order.add(matrix[bottom][column]);}// 4. 从下到上遍历左列（确保不是单列）for (int row = bottom; row > top; row--) {order.add(matrix[row][left]);}}// 边界收缩left++; right--; top++; bottom--; }遍历顺序：
→ 左到右（上层）
↓ 上到下（右列）
← 右到左（下层，需判断非单行）
↑ 下到上（左列，需判断非单列）
(3) 边界收缩
每次完成一圈遍历后，四个边界同时向内收缩：
java
left++; // 左边界右移 right--; // 右边界左移 top++; // 上边界下移 bottom--; // 下边界上移
3. 示例演示
输入矩阵：
text
[[1, 2, 3],[4, 5, 6],[7, 8, 9] ]执行过程：
第一圈：
→ 1→2→3
↓ 6→9
← 8→7
↑ 4
边界收缩：left=1, right=1, top=1, bottom=1
第二圈：
→ 5
边界收缩结束
输出：
[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
4. 复杂度分析
时间复杂度：O(m×n)，每个元素被访问一次
空间复杂度：O(1)（不考虑输出列表）
5. 关键点总结
边界条件：
检查
top < bottom和left < right避免重复遍历单行/列空矩阵直接返回
遍历顺序：
必须遵循→↓←↑的严格顺序
终止条件：
当
left > right或top > bottom时结束循环
48. 旋转图像
class Solution {public void rotate(int[][] matrix) {int n = matrix.length;for (int i = 0; i < n / 2; ++i) {for (int j = 0; j < (n + 1) / 2; ++j) {int temp = matrix[i][j];matrix[i][j] = matrix[n - j - 1][i];matrix[n - j - 1][i] = matrix[n - i - 1][n - j - 1];matrix[n - i - 1][n - j - 1] = matrix[j][n - i - 1];matrix[j][n - i - 1] = temp;}}}
}
代码解读：螺旋矩阵（Spiral Matrix）
1. 获取矩阵维度
java
int n = matrix.length;
作用：获取n×n矩阵的边长
示例：3×3矩阵 →
n=32. 外层循环：控制旋转层数
java
for (int i = 0; i < n / 2; ++i) {
含义：
n / 2：矩阵需要旋转的层数（如4×4矩阵有2层）
i：当前处理的层数索引（从外到内）示例：
4×4矩阵：
i取值0,1（两层）3×3矩阵：
i取值0（一层，中心点不动）3. 内层循环：处理当前层元素
java
for (int j = 0; j < (n + 1) / 2; ++j) {
含义：
(n + 1) / 2：处理奇偶矩阵差异
j：当前层元素的列索引设计原因：
奇数矩阵：中间列不需要处理（如3×3矩阵的
j取值0,1）偶数矩阵：全部列都需要处理
4. 四元素轮换核心逻辑
java
int temp = matrix[i][j]; matrix[i][j] = matrix[n - j - 1][i]; matrix[n - j - 1][i] = matrix[n - i - 1][n - j - 1]; matrix[n - i - 1][n - j - 1] = matrix[j][n - i - 1]; matrix[j][n - i - 1] = temp;分步解析（以3×3矩阵的(0,0)点为例）：
保存左上角：
java
int temp = matrix[0][0]; // temp = 1左下 → 左上：
java
matrix[0][0] = matrix[2][0]; // 1 ← 7右下 → 左下：
java
matrix[2][0] = matrix[2][2]; // 7 ← 9右上 → 右下：
java
matrix[2][2] = matrix[0][2]; // 9 ← 3temp → 右上：
java
matrix[0][2] = temp; // 3 ← 1坐标变换规律：
位置 坐标变换公式 示例(3×3) 左上 (i,j) (0,0) 左下 (n-j-1,i) (2,0) 右下 (n-i-1,n-j-1) (2,2) 右上 (j,n-i-1) (0,2) 5. 边界处理细节
奇数矩阵中心点：
当
n为奇数时，(n + 1) / 2确保中心点不被处理例如3×3矩阵的中心点(1,1)不会被遍历到
6. 时间复杂度分析
O(n²)：每个元素被访问一次
空间复杂度O(1)：仅使用
temp临时变量7. 示例完整流程
输入矩阵：
text
[[1, 2, 3],[4, 5, 6],[7, 8, 9] ]旋转步骤：
外层(0,0)点开始：
四角交换：1←7←9←3←1
边中交换：2←4←8←6←2
结果：
text
[[7, 4, 1],[8, 5, 2],[9, 6, 3] ]8. 关键设计思想
分层处理：将矩阵看作洋葱，逐层剥离
四元组交换：每组4个位置同时旋转
坐标映射：通过数学计算确定旋转后的位置
奇偶兼容：
(n+1)/2的统一处理9. 常见误区提醒
边界错误：
错误：使用
j < n / 2会漏掉奇数列正确：必须用
(n + 1) / 2交换顺序：
必须逆时针或顺时针统一方向
中心点处理：
奇数矩阵中心点无需旋转
240. 搜索二维矩阵 II
class Solution {public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {for (int[] row : matrix) {for (int element : row) {if (element == target) {return true;}}}return false;}
}
class Solution {public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {int m = matrix.length, n = matrix[0].length;int x = 0, y = n - 1;while (x < m && y >= 0) {if (matrix[x][y] == target) {return true;}if (matrix[x][y] > target) {--y;} else {++x;}}return false;}
}