LeetCode 2326. Spiral Matrix IV：ListNode空指针访问错误排查

问题背景 #

我在解决LeetCode 2326题（螺旋矩阵IV）时，采用四个边界指针的思路实现，但触发了运行时错误：

Line 46: Char 56: runtime error: member access with null pointer of type 'ListNode' (solution.cpp)
SUMMARY: UndefinedBahaviorSanitizer: undefined-behavior prog_joined.cpp:55:46

题目要求：给定两个整数m和n表示矩阵维度，以及一个整数链表的head，生成m x n矩阵，按顺时针螺旋顺序填充链表元素，剩余空位填-1并返回矩阵。

我的实现代码如下：

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> spiralMatrix(int m, int n, ListNode* head) {
        vector<vector<int>> ans(m, vector<int>(n, -1));
        int top = 0;
        int bottom = m - 1;
        int left = 0;
        int right = n - 1;
        int dir = 0;
        
        while(head){
            switch(dir){
                    
                case 0:{
                    for(int i=left;i<right;i++){
                        ans[top][i]=head->val;
                        head=head->next;
                    }
                    top++;
                    dir=(dir+1)%4;
                    break;
                }
                    
                case 1:{
                    for(int i=top;i<bottom;i++){
                        ans[i][right]=head->val;
                        head=head->next;
                    }
                    right--;
                    dir=(dir+1)%4;
                    break;
                }
                
                case 2:{
                    for(int i=right;i>=left;--i){
                        ans[bottom][i]=head->val;
                        head=head->next;
                    }
                    bottom--;
                    dir=(dir+1)%4;
                    break;
                }
                    
                case 3:{
                    for(int i=bottom;i>=top;--i){
                        ans[i][left]=head->val;
                        head=head->next;
                    }
                    left++;
                    dir=(dir+1)%4;
                    break;   
                }
                    
            }
        }
        return ans;
    }
};

错误原因 #

1. 未在填充过程中实时检查链表状态 #

外层while(head)仅在进入方向切换前判断链表是否有剩余元素，但每个方向的填充循环内部没有在每次赋值前再次检查head。例如，当链表元素在某个方向的填充中途耗尽（head变为null），循环仍会继续执行下一次迭代，此时访问head->val就会触发空指针访问错误。

2. 循环边界条件错误 #

部分方向的填充范围不完整：

• 第0方向（从左到右）的循环条件是i < right，会漏掉right位置的元素，导致单行矩阵无法填充完整；
• 第1方向（从上到下）的循环条件是i < bottom，会漏掉bottom位置的元素，导致单列矩阵无法填充完整。
  这类边界错误会让后续逻辑在链表元素耗尽后仍可能进入循环，进一步触发空指针问题。

修复建议 #

针对上述问题，需要做两处修改：

1. 在每个填充循环的每次迭代前检查head是否为空，为空则立即终止循环；
2. 修正循环边界条件，确保每个方向的填充范围覆盖所有需要填充的位置。

修复后的核心代码片段示例：

case 0:{
    for(int i = left; i <= right; ++i){
        if(!head) break;
        ans[top][i] = head->val;
        head = head->next;
    }
    top++;
    dir = (dir + 1) % 4;
    break;
}
case 1:{
    for(int i = top; i <= bottom; ++i){
        if(!head) break;
        ans[i][right] = head->val;
        head = head->next;
    }
    right--;
    dir = (dir + 1) % 4;
    break;
}
// case2和case3同理，保持循环范围为完整区间，并添加head空指针检查

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yash