给定一个正整数 n，生成一个包含 1 到 n2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的正方形矩阵。

示例:

输入: 3
输出:
[
 [ 1, 2, 3 ],
 [ 8, 9, 4 ],
 [ 7, 6, 5 ]
]

Solution

• 和 54 解法类似
• 模拟法，设定边界，参考**@Krahets**

• 使用num <= tar而不是l < r || t < b作为迭代条件，是为了解决当n为奇数时，矩阵中心数字无法在迭代过程中被填充的问题。

# @lc code=start
class Solution:
    def generateMatrix(self, n: int) -> [[int]]:
        l, r, t, b = 0, n - 1, 0, n - 1
        mat = [[0 for _ in range(n)] for _ in range(n)]
        num, tar = 1, n * n
        while num <= tar:
            for i in range(l, r + 1): # left to right
                mat[t][i] = num
                num += 1
            t += 1
            for i in range(t, b + 1): # top to bottom
                mat[i][r] = num
                num += 1
            r -= 1
            for i in range(r, l - 1, -1): # right to left
                mat[b][i] = num
                num += 1
            b -= 1
            for i in range(b, t - 1, -1): # bottom to top
                mat[i][l] = num
                num += 1
            l += 1
        return mat
    
# @lc code=end

cpp

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {
        vector<vector<int>> mat(n, vector<int>(n, 0));
        int l=0, r=n-1, t=0, b=n-1;
        int num=1, target=n*n;

        while(num<=target){
            // 从左到右（左闭右开）
            for(int i=l; i<r+1; ++i){
                mat[t][i] = num;
                num += 1;
            }
            t++;
            // 从上到下（左闭右开）
            for(int i=t; i<b+1; ++i){
                mat[i][r] = num;
                num += 1;
            }
            r--;
            // 从右往左（左闭右开）
            for(int i=r; i>l-1; --i){
                mat[b][i] = num;
                num += 1;
            }
            b--;
            // 从下往上（左闭右开）
            for(int i=b; i>t-1; --i){
                mat[i][l] = num;
                num += 1;
            }
            l++;
        }
        return mat;
    }
};

java

class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
        int[][] result = new int[n][n];
        int index = 1;
        int l = 0;
        int r = n - 1;
        int t = 0;
        int b = n - 1;
        while (index <= n * n) {
            // 左闭右开区间
            for (int i = l; i < r + 1; ++i) {
                result[t][i] = index;
                index++;
            }
            t += 1;
            for (int i = t; i < b + 1; ++i) {
                result[i][r] = index;
                index++;
            }
            r -= 1;
            for (int i = r; i > l - 1; --i) {
                result[b][i] = index;
                index++;
            }
            b -= 1;
            for (int i = b; i > t - 1; --i) {
                result[i][l] = index;
                index++;
            }
            l += 1;
        }
        return result;
    }
}