我看不懂力扣59题Java题解 请你教我

<think>好的，我现在要帮助用户理解力扣59题（螺旋矩阵II）的Java题解。首先，我需要回顾这道题的要求。题目是给定一个正整数n，生成一个包含1到n²所有元素，按顺时针螺旋顺序排列的正方形矩阵。例如，n=3时，输出应该是[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]。 用户说看不懂题解，可能卡在几个地方：循环不变量、边界处理、方向控制或者代码结构。我需要一步步拆解问题，用简单易懂的方式解释。 首先，确定解题思路。螺旋矩阵的填充过程通常是按层处理，每一层分为上、右、下、左四个边，按照顺序填充。需要处理的关键点包括循环的圈数、每圈的起始和结束位置、填充时的边界条件，以及如何更新当前值。 接下来，圈数由n//2决定，比如n=3时是1圈，剩下的中间位置单独处理。对于每圈，定义startx和starty作为起始坐标，偏移量offset控制每圈的边长减少量。填充时，每条边都遵循左闭右开的原则，避免重复填充。 然后，具体到代码部分。可能需要解释变量的作用：比如loop控制循环次数，count记录当前填充的数字，mid处理中间位置，offset调整边界，i和j作为当前坐标。然后分四个方向循环填充，注意每个方向的起始和终止条件，以及如何更新坐标。 可能用户对左闭右开的原则不太理解，需要举例说明。例如，填充上行时，从左到右但不包括最后一个元素，这样下个边就能接着填充。这样可以避免重复和越界。 另外，当n为奇数时，中间位置的元素需要单独处理，这时候count在循环结束后加1即可。 最后，通过示例演示整个过程，比如n=3时，各步骤的填充顺序和数值变化，帮助用户形成直观理解。 总结时，强调模拟过程的关键点：确定每一圈的起始位置和偏移量，处理四条边的顺序和边界条件，以及处理奇数n的中间元素。这样用户就能逐步理解代码的逻辑和实现方法。</think>让我们一步步拆解螺旋矩阵II的解题思路。我将用做蛋糕的比喻帮助你理解这个过程： 1. **题目要求** 给定正整数n，生成一个n×n矩阵，按顺时针螺旋顺序填入1到n²的数字。例如n=3时应输出： $$ \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 8 & 9 & 4 \\ 7 & 6 & 5 \end{bmatrix} $$ 2. **关键思路——分层处理** 想象给蛋糕涂奶油，每次涂最外层： - 需要涂的层数 = n//2（比如n=3涂1层） - 剩余中心位置单独处理（当n为奇数时） 3. **四个关键参数** ```java int startX = 0; // 每层起始横坐标 int startY = 0; // 每层起始纵坐标 int offset = 1; // 边界控制（类似奶油厚度） int count = 1; // 填入的数字 ``` 4. **四步填充法（左闭右开原则）** 以n=3为例演示第一层： - **→ 上行**：从左到右 (0,0)->(0,1) ```java for(j = startY; j < n - offset; j++) res[startX][j] = count++; ``` → 填1,2 - **↓ 右列**：从上到下 (0,2)->(1,2) ```java for(i = startX; i < n - offset; i++) res[i][j] = count++; ``` → 填3,4 - **← 下行**：从右到左 (2,2)->(2,1) ```java for(; j > startY; j--) res[i][j] = count++; ``` → 填5,6 - **↑ 左列**：从下到上 (2,0)->(1,0) ```java for(; i > startX; i--) res[i][j] = count++; ``` → 填7,8 5. **完整代码结构** ```java class Solution { public int[][] generateMatrix(int n) { int[][] res = new int[n][n]; int loop = n / 2; // 循环层数 int count = 1; // 当前填充数 int offset = 1; // 边界缩减量 int mid = n / 2; // 中心点坐标 int startX = 0, startY = 0; // 每层起点 while (loop-- > 0) { int i = startX, j = startY; // 四个方向填充 for (j = startY; j < n - offset; j++) res[i][j] = count++; for (i = startX; i < n - offset; i++) res[i][j] = count++; for (; j > startY; j--) res[i][j] = count++; for (; i > startX; i--) res[i][j] = count++; // 进入下一层 startX++; startY++; offset++; } // 处理中心点（奇数n） if (n % 2 == 1) res[mid][mid] = count; return res; } } ``` 6. **核心技巧总结** - **循环不变量**：每次处理都保持左闭右开区间 - **边界控制**：通过offset变量动态调整边界 - **方向切换**：通过固定起点坐标和偏移量实现螺旋 - **复杂度**：时间复杂度$O(n^2)$，空间复杂度$O(1)$（不考虑结果数组） 试着在纸上画一个5x5的矩阵，按照这个算法逐步填充数字，你会更直观地理解螺旋生成的规律。遇到具体哪一步不理解，可以随时问我具体行号哦！