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旋转方阵是从最左上角(第1行第1列)的位置开始出发,初始方向为向右移动,如果是没有走过的或者不是边界则继续前进,否则右转朝新的方向继续前进,一直重复这样的操作直到把整个方阵填充完毕,根据经过顺序,在格子中依次填入1, 2, 3 , ... ,n,便构成了一个旋转方阵。n=5的方阵可以看下方的样例。 现在,请编程输入一个正整数n,生成一个n*n的旋转方阵。C++
2个月前
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旋转方阵
生成算法
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矩阵填充
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旋转方阵是一种特殊的矩阵填充方式,它从矩阵的左上角开始,按照特定的方向顺序填充数字,直到整个矩阵被填满。这种填充方式可以看作是螺旋方阵的一种变体,但旋转方阵的特点是它在遇到边界或已填充的格子时会进行右转,而不是像螺旋方阵那样在遇到边界时进行左转或右转。
根据提供的信息12345678910,我们可以了解到生成旋转方阵的基本步骤如下:
- 从矩阵的左上角(第1行第1列)开始,初始方向为向右移动。
- 如果前方的格子是未曾经过的,或者不是边界,那么继续前进。
- 如果前方是边界或者已经填充过的格子,则进行右转,朝新的方向继续前进。
- 重复步骤2和3,直到所有格子都被填充完毕。
- 根据经过的顺序,在每个格子中依次填入数字1, 2, 3, ..., n^2。
下面是一个C++程序示例,用于生成n×n的旋转方阵:
#include <iostream>
#include <vector>
void fillSpiral(int n, int start, int end, int left, int right, std::vector<std::vector<int>>& matrix, int& num) {
if (start > end || left > right) return;
for (int i = left; i <= right && start <= end; ++i) {
matrix[start][i] = num++;
}
for (int i = start + 1; i <= end && left <= right; ++i) {
matrix[i][right] = num++;
}
if (start < end) {
for (int i = right - 1; i >= left && start < end; --i) {
matrix[end][i] = num++;
}
}
if (left < right) {
for (int i = end - 1; i > start && left < right; --i) {
matrix[i][left] = num++;
}
}
fillSpiral(n, start + 1, end - 1, left + 1, right - 1, matrix, num);
}
void generateSpiralMatrix(int n) {
std::vector<std::vector<int>> matrix(n, std::vector<int>(n));
int num = 1;
fillSpiral(n, 0, n - 1, 0, n - 1, matrix, num);
for (const auto& row : matrix) {
for (int val : row) {
std::cout << val << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
}
int main() {
int n;
std::cout << "Enter the size of the matrix (n): ";
std::cin >> n;
generateSpiralMatrix(n);
return 0;
}
这个程序首先定义了一个fillSpiral
函数,它递归地填充旋转方阵的四个区域。然后generateSpiralMatrix
函数初始化矩阵,并调用fillSpiral
函数开始填充过程。最后,main
函数从用户那里获取矩阵的大小,并调用generateSpiralMatrix
函数生成旋转方阵。12
如何用C++实现旋转方阵的生成?
要使用C++实现旋转方阵的生成,可以采用分治法或递归法。分治法的基本思想是将问题分解为更小的子问题,然后递归地解决这些子问题,最后将结果合并以形成最终的解决方案。递归法则是通过递归调用函数来实现问题的分解和解决。在实现旋转方阵时,可以首先填充最外层的数字,然后逐步向内填充,每一层都按照特定的顺序进行填充。例如,对于一个3x3的方阵,可以先填充1到9,然后是10到16,以此类推。在填充过程中,需要注意边界条件,以避免数组越界错误。111316
旋转方阵的生成算法是什么?
旋转方阵的生成算法通常遵循以下步骤:
- 从方阵的左上角开始,向右填充数字,直到遇到边界或已填充的格子。
- 遇到边界或已填充的格子后,向下移动一格,然后继续向右填充,直到再次遇到边界或已填充的格子。
- 重复上述步骤,每次遇到边界或已填充的格子时,改变方向(通常是向下或向右),直到所有格子都被填充。
- 在填充过程中,可以使用一个辅助数组来记录哪些格子已经被填充,以避免重复填充。2345678910
旋转方阵的生成过程中,如何判断是否到达边界?
在旋转方阵的生成过程中,判断是否到达边界通常涉及以下几个条件:
- 数组索引是否超出了数组的边界,即行索引或列索引是否大于或等于方阵的维度。
- 在螺旋式赋值过程中,如果下一个位置上已经存在数字(不为0),则此时需要改变方向。
- 可以使用一个辅助数组来记录哪些格子已经被填充,当当前位置的下一个格子在辅助数组中标记为已填充时,就表示已经到达了边界。
- 在编写代码时,可以通过检查当前位置的上下左右四个方向的格子是否有效(即在数组范围内且未被填充),来决定是否需要改变方向。2122
旋转方阵的生成过程中,如何实现右转操作?
在旋转方阵的生成过程中,实现右转操作通常遵循以下步骤:
- 当当前方向是向右时,如果下一个位置已经到达边界或被填充,就需要进行右转。
- 右转后,当前方向变为向下,继续填充数字。
- 如果向下方向也到达边界或被填充,再次进行右转,当前方向变为向左。
- 同理,如果向左方向到达边界或被填充,再次进行右转,当前方向变为向上。
- 通过这样的循环右转操作,可以保证在遇到边界或已填充的格子时,能够沿着方阵的边界继续填充数字。
- 在实现右转操作时,可以通过修改方向变量的值来控制填充的方向,例如使用一个变量来表示当前的方向(向右、向下、向左、向上),并在每次右转时更新这个变量的值。2345678910
旋转方阵的生成过程中,如何避免重复填充已经填充过的格子?
在旋转方阵的生成过程中,避免重复填充已经填充过的格子可以采用以下几种方法:
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