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C++基础(打印N*N螺旋矩阵)
作者:佚名  文章来源:不详  点击数  更新时间:2008/10/22 21:33:39  文章录入:杜斌  责任编辑:杜斌

  C/C++面试之算法系列--打印 N*N 螺旋矩阵
  VIA和EMC都曾经笔过这个试题
  输入N, 打印 N*N 矩阵
  比如 N = 3,打印:
  1 2 3
  8 9 4
  7 6 5
  N = 4,打印:
  1 2 3 4
  12 13 14 5
  11 16 15 6
  10 9 8 7
  /*螺旋矩阵*/
  #include <stdio.h>
  #include <conio.h>
  #define RIGHT 0
  #define DOWN 1
  #define LEFT 2
  #define UP 3
  //N*N矩阵
  #define N 5
  void printMatrix(int *a[], int n)
  {
  int i, j;
  for (i = 0; i < n; i++)
  {
  for (j = 0; j < n; j++)
  {
  printf("%4d", a[i][j]);
  }
  printf("\n");
  }
  }
  void spiralMatrix(int *a[], int n) // int *a[]注意接口的设计
  {
  int i, j; //坐标
  int count; //计数器
  int k; //循环变量,控制每条边上的点数
  int direct; //方向指示,控制行列增减
  i = 0; //起点(0,0)
  j = 0;
  count = 1;
  direct = RIGHT;
  while (n > 1) //为方形才有下列代码
  {
  for (k = 0; k < n - 1; k++) //每条边上的点数为(2n+2(n-2))/4=4(n-1)/4= n-1
  {
  a[i][j] = count++;
  switch (direct)
  {
  case DOWN:
  i++;
  break;
  case LEFT:
  j--;
  break;
  case UP:
  i--;
  break;
  case RIGHT:
  j++;
  break;
  }
  }
  //如果刚走过的方向为UP, 四条边填完重新回到了起点,步长减2, 并校正位置
  if (direct == UP)
  {
  i++;
  j++;
  n -= 2;
  }
  //换方向
  direct = (direct + 1) % 4;
  }
  if (n == 1) //孤点
  {
  a[i][j] = count;
  }
  }
  void spiralMatrix2(int *a[], int n) // int *a[]注意接口的设计
  {
  int k = 0, i = 0, j = 0;
  int count = 1;
  // / Examda提示: 要注意i、j的变化,画个图就明白了,按照螺旋矩阵的顺序赋值就行了!


  for(; k < (n+1)/2; k++ )
  {
  while( j < n-k ) a[i][j++] = count++; i++; j--; /// 上面的一行
  while( i < n-k ) a[i++][j] = count++; i--; j--; /// 右边的一列
  while( j > k-1 ) a[i][j--] = count++; i--; j++; /// 下面的一行
  while( i > k ) a[i--][j] = count++; i++; j++; /// 左边的一列
  }
  }
  此法各个while中的循环条件都不一样,每走完一条边就需要重新矫正ij,比上面一个方法复杂
  递归方式,将spiralMatrix稍作改动,同时注意下递归一轮的条件和最后退出的条件即可
  Examda提示: 据此更改递归方式的函数接口
  /*
  * matrix 二维矩阵数组
  *(x,y):第一个元素的坐标
  * start:第一个元素的值
  * width:矩阵的大小宽度
  */
  void spiralMatrix3(int *matrix[], int x, int y, int width, int start)
  {
  int i, j; //坐标
  int k; //循环变量
  int direct; //方向指示
  if (width <= 0) //递归结束条件,偶数时正好遇到这种情况
  return;
  if (width == 1) { //矩阵大小为1时,奇数
  matrix[x][y] = start;
  return;
  }
  i = 0;
  j = 0;
  direct = RIGHT;
  while(direct< UP+1) //走一圈即退出
  {
  for (k = 0; k < width - 1; k++)
  {
  matrix[x+i][y+j] = start++;
  switch (direct)
  {
  case DOWN:
  i++;
  break;
  case LEFT:
  j--;
  break;
  case UP:
  i--;
  break;
  case RIGHT:
  j++;
  break;
  }
  }
  direct++;
  }
  //走完一圈, 步长减2, 并校正位置
  i++;
  j++;
  width -= 2;
  spiralMatrix(matrix, x+i, y+j, width, start); //再次跌代继续填充
  }
  void main(void)
  {
  int m[N][N] = {0};
  int *a[N];
  int i;
  for (i = 0; i < N; i++)
  {
  a[i] = m[i]; //不能将二维数组直接作为参数,其与指向指针的指针本质不同
  }
  //spiralMatrix(a, N);
  //spiralMatrix2(a, N);
  spiralMatrix3(a, 0, 0, N, 1);
  printMatrix(a, N);
  printf("按任意键退出...");
  getch();
  }
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