c - 逆时针遍历二维数组的周长

Question

这是我在 Stack Overflow 上的第一个问题，因此如果我没有正确遵循社区准则和约定，请告诉我。

从第 0 行、第 0 列(最好不重新访问每个元素)以逆时针(或顺时针)方向遍历 2D 数组的周长的巧妙方法是什么)？

直观上，我可以依次为每个方向编写四个 for 循环(即编写一个 for 循环来遍历左列，然后编写一个 for 循环遍历底行，依此类推)。但这个解决方案感觉“硬编码”。

是否存在一种“捷径”方法可以利用对此模式的一些关键见解？这种快捷方法在程序运行时是否也很高效？

提前致谢。

<小时/>

编辑特异性:

具体来说，我尝试从 第 0 行、第 0 列 逆时针遍历这个二维数组，并仅打印每个元素一次。

假设数组如下所示:
01 02 03 04 05
06 07 08 09 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19 20

我的预期输出如下:1、6、11、16、17、18、19、20、15、10、5、4、3、2。

这是我当前的解决方案(该解决方案有效):

//Loop through the left side.
int i;
for (i = 0; i < rows; i++)
    printf("%d, ", array[i][0]);

//Loop through the bottom side.
for (i = 1; i < columns; i++)
    printf("%d, ", array[rows-1][i]);

//Loop through the right side.
for (i = rows-2; i >= 0; i--)
    printf("%d, ", array[i][columns-1]);

//Loop through the top side.
for (i = columns-2; i > 1; i--)
    printf("%d, ", array[0][i]);

//Print the last element.
printf("%d.\n", array[0][1]);

就我个人而言，我的解决方案似乎简单且重复。我想知道是否有更有创意的解决方案。

如果需要更多说明，请告诉我。

Answer 1

就我个人而言，我认为您所描述的“硬编码”的四个循环确实是最好、最清晰的解决方案。也就是说，对于数组[N][M]，一个循环中有两个选项:

for(int row = 0, col = 0, i = 0; i < 4;) {
  //process
  switch(i) {
    case 0: 
      if(++row == N)
        ++i;
      break;
    case 1: 
      if(++col == M)
        ++i; 
      break;
    case 2: 
      if(--row == 0)
        ++i;
      break;
    case 3:
      if(--col == 0)
        ++i;
      break;
  }
}

或者

int dirs[][] = {{1, 0}, {0, 1}, {-1, 0}, {0, -1}};

for(int row = 0, col = 0, i = 0; i < 4;) {
  //process
  if( dirs[i][0] && ((row += dirs[i][0]) == 0 || row == N) ||
      dirs[i][1] && ((col += dirs[i][1]) == 0 || col == M))
    ++i;
}

注意:所有与 0 的比较都可以用否定代替。 (a == 0) == (!a) 对于所有整数类型。

说明:

这两种解决方案都利用了沿一个方向行进直到达到最大/最小，并增加计数器以跟踪状态的想法。一种使用 switch 语句来处理状态，另一种使用内存中的数组。对于第二种解决方案，只有当我们要更改的内容(行或列)达到最大值或最小值时，我们才会切换状态。我们不关心改变 0 的是最大值还是最小值，这不会改变状态。

不过，我会重申，最好的解决方案是使用您提到的四个循环，并为了避免重复，在每个循环中调用一个函数。