矩阵遇零值替换为邻值和且相邻元素置零的优化方案求助

核心优化点 #

• 采用方向偏移量数组统一处理边界/内部元素的相邻元素遍历，完全消除原代码中重复的多分支边界判断逻辑，代码更简洁易维护，天然适配任意大小的矩阵（支持1行N列、N行1列、1x1等所有规格）
• 保留原实现的正确逻辑：先遍历所有零值元素计算替换值并记录坐标，再统一将对应相邻元素置零，避免中间修改矩阵影响后续零值元素的计算结果
• 减少不必要的装箱拆箱操作，使用基础类型数组存储零值坐标，运行效率更高

优化后完整代码 #

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    // 上下左右四个方向的偏移量
    private static final int[][] DIRS = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};

    static void MakeZeroes(int[][] matrix) {
        // 空矩阵直接返回
        if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {
            return;
        }
        int rows = matrix.length;
        int cols = matrix[0].length;
        List<int[]> zeroPositions = new ArrayList<>();

        // 第一轮遍历：计算零值元素的替换值，同时记录零值坐标
        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < cols; j++) {
                if (matrix[i][j] == 0) {
                    int sum = 0;
                    // 遍历四个方向累加合法相邻元素的值
                    for (int[] dir : DIRS) {
                        int x = i + dir[0];
                        int y = j + dir[1];
                        if (x >= 0 && x < rows && y >= 0 && y < cols) {
                            sum += matrix[x][y];
                        }
                    }
                    matrix[i][j] = sum;
                    zeroPositions.add(new int[]{i, j});
                }
            }
        }

        // 第二轮遍历：将所有零值元素的相邻元素置零
        for (int[] pos : zeroPositions) {
            int i = pos[0];
            int j = pos[1];
            for (int[] dir : DIRS) {
                int x = i + dir[0];
                int y = j + dir[1];
                if (x >= 0 && x < rows && y >= 0 && y < cols) {
                    matrix[x][y] = 0;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix = {{2,0,4,0},
                          {5,9,7,9},
                          {2,0,8,0}};
        MakeZeroes(matrix);
        // 打印结果
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
                System.out.print(matrix[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

使用说明 #

直接修改main函数中matrix变量的取值即可测试任意规格矩阵，运行结果和原实现完全一致，同时兼容边缘规格矩阵的处理。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Aryaman