1 模拟过程
“模拟过程题”通常指的是那些要求编程者通过编写代码来“模拟”或重现某个过程、系统或规则的题目。这类题目往往不涉及复杂的数据结构或高级算法，而是侧重于对给定规则的精确执行和逻辑的清晰表达。
其中螺旋遍历矩阵的题目就是一类典型的模拟过程题，需要精心设计循环和边界条件来控制遍历的方向和路径。
2 例题
题目描述
给你一个 m 行 n 列的矩阵 matrix ，请按照 顺时针螺旋顺序 ，返回矩阵中的所有元素。
示例 1：
输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
输出：[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
示例 2：
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]
提示：
m == matrix.length
n == matrix[i].length
1 <= m, n <= 10
-100 <= matrix[i][j] <= 100
题目来源
- 54. 螺旋矩阵 - 力扣（LeetCode）
3 解法
3.1 解题思路
（1）空值处理，matrix 为空时，直接返回空列表
（2）初始化边界值 left、right、top、bottom 以及用于打印结果的列表 result
（3）循环打印矩阵，每个循环按四个方向打印，每个方向打印完成后边界内缩 1，满足终止条件则退出循环，输出 result
| 打印方向 | 边界收缩 | 打印终止条件 |
|---|---|---|
| 从左到右 | top 加 1 | top > bottom |
| 从上到下 | right 减 1 | left > right |
| 从右到左 | bottom 减 1 | top > bottom |
| 从下到上 | left 加 1 | left > right |
3.2 Java 代码实现
public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {// 空值处理if (matrix == null || matrix.length == 0) {return new ArrayList<>();}// 初始化边界值int left = 0;int right = matrix[0].length - 1;int top = 0;int bottom = matrix.length - 1;// 初始化结果集List<Integer> result = new ArrayList<>();// 循环打印矩阵while (true) {// 从左到右for (int i = left; i <= right; i++) {result.add(matrix[top][i]);}// top 边界内缩 1，终止条件：top > bottomif (++top > bottom) {break;}// 从上到下for (int i = top; i <= bottom; i++) {result.add(matrix[i][right]);}// right 边界内缩 1，终止条件：left > rightif (--right < left) {break;}// 从右到左for (int i = right; i >= left; i--) {result.add(matrix[bottom][i]);}// bottom 边界内缩 1，终止条件：top > bottomif (--bottom < top) {break;}// 从下到上for (int i = bottom; i >= top; i--) {result.add(matrix[i][left]);}// left 边界内缩 1，终止条件：left > rightif (++left > right) {break;}}return result;
}
4 相关题目（题目来源：Leetcode）
4.1 螺旋矩阵 II
4.1.1 题目描述
给你一个正整数 n ，生成一个包含 1 到 n^2 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：
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
题目来源
- 59. 螺旋矩阵 II - 力扣（LeetCode）
4.1.2 解题思路
（1）初始化一个 n x n 的矩阵 matrix 、边界值 left、right、top、bottom 以及填充元素值 num
（2）循环填充矩阵，每个循环按四个方向填充，每填充一个数字 num 自增 1，每个方向填充完成后边界内缩 1
| 填充方向 | 边界收缩 |
|---|---|
| 从左到右 | top 加 1 |
| 从上到下 | right 减 1 |
| 从右到左 | bottom 减 1 |
| 从下到上 | left 加 1 |
（3）终止条件 num > n * n 即所有元素填充完毕，输出 matrix
4.1.3 Java 代码实现
public int[][] generateMatrix(int n) {// 初始化矩阵以及边界值int[][] matrix = new int[n][n];int left = 0;int right = n - 1;int top = 0;int bottom = n - 1;// 填充元素值int num = 1;// 循环填充矩阵while (num <= n * n) {// 从左到右for (int i = left; i <= right; i++) {matrix[top][i] = num++;}// top 边界内缩 1top++;// 从上到下for (int i = top; i <= bottom; i++) {matrix[i][right] = num++;}// right 边界内缩 1right--;// 从右到左for (int i = right; i >= left; i--) {matrix[bottom][i] = num++;}// bottom 边界内缩 1bottom--;// 从下到上for (int i = bottom; i >= top; i--) {matrix[i][left] = num++;}// left 边界内缩 1left++;}return matrix;
}
