把1,2,3…n*n 的数字按照顺时针螺旋的形式填入数字矩阵

从键盘输入一个整数（1~20）
则以该数字为矩阵的大小，把1,2,3…n*n 的数字按照顺时针螺旋的形式填入其中。例如：
输入数字2，则程序输出：
1 2
4 3
输入数字3，则程序输出：
1 2 3
8 9 4
7 6 5
输入数字4， 则程序输出：
1    2  3   4
12 13 14 5
11 16 15 6
10 9   8  7

代码:

public class FillNumber {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 5;
        int[][] arr = getMatrix(n);
        show(arr, n);

    }

    public static int[][] getMatrix(int n) {
        int val = 1; // 从1开始填入数字
        int[][] arr = new int[n][n];
        int i = 0;
        int row, col;
        int left, right, top, bottom;
        // 循环的圈数
        while (i <= (n - 1) / 2) {
            row = i;
            col = i;
            left = row; // 圈的最左端
            right = n - 1 - i; // 圈的最右端
            top = left; // 圈的顶端
            bottom = right; // 圈的底端

            // 向右
            while (col <= right) {
                arr[row][col] = val;
                val++;
                col++;
            }
            col = right;
            row += 1;

            // 向下
            while (row <= bottom) {
                arr[row][col] = val;
                val++;
                row++;
            }
            row = bottom;
            col -= 1;

            // 向左
            while (col >= left) {
                arr[row][col] = val;
                val++;
                col--;
            }
            col = left;
            row -= 1;

            // 向上
            while (row > top) {
                arr[row][col] = val;
                val++;
                row--;
            }

            i++;
        }
        return arr;
    }

    public static void show(int[][] arr, int n) {
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            for (int j = 0; j < n; ++j) {
                System.out.printf("%-2d ", arr[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

改进版:

引入状态变量，用于表示填入数字时的方向。

思路:

1.行坐标不变列坐标递增，当列坐标超出最大范围或者要填充的位置已经被填充过，则跳转到步骤2，
2.行坐标递增列坐标不变，当行坐标超过最大范围或者要填充的位置已经被填充过，则跳转到步骤3
3.行坐标不变列坐标递减，当列坐标小于最小范围或者要填充的位置已经被填充过，则跳转到步骤4
4.行坐标递减列坐标不变，当行坐标小于最小范围或者要填充的位置已经被填充过，则跳转到步骤1
循环执行以上四个步骤，每执行一个步骤则填充一个数据，直到全部数据填充完则结束

    public static int[][] getMatrix1(int n) {
        int[][] arr = new int[n][n];
        char type = 1;
        int val = 1;
        int row = 0;
        int col = 0;
        while (val <= n * n) {
            arr[row][col] = val;
            val++;
            // 根据填入数字的方向 来确定下一个要填入数据的row,col
            // 向右
            if (type == 1) {
                col++;
                if (col == n || arr[row][col] != 0) {
                    col--;
                    row++;
                    type = 2;
                }
            }
            // 向下
            else if (type == 2) {
                row++;
                if (row == n || arr[row][col] != 0) {
                    row--;
                    col--;
                    type = 3;
                }
            }
            // 向左
            else if (type == 3) {
                col--;
                if (col == -1 || arr[row][col] != 0) {
                    col++;
                    row--;
                    type = 4;
                }
            }
            // 向上
            else if (type == 4) {
                row--;
                if (row == 0 || arr[row][col] != 0) {
                    row++;
                    col++;
                    type = 1;
                }
            }
        }
        return arr;
    }

效果:

当n=5时，打印:

1  2  3  4  5
16 17 18 19 6
15 24 25 20 7
14 23 22 21 8
13 12 11 10 9