C++程式列印螺旋圖案數字


以不同的格式顯示數字屬於學習編碼的不同概念(如條件語句和迴圈語句)的基本編碼問題。有一些程式列印了特殊字元(如星號)來製作三角形或正方形。在本文中,我們將以螺旋形(如正方形)的形式在C++中列印數字。

我們將輸入行數n,然後從左上角開始,向右移動,然後向下,然後向左,然後向上,然後再次向右,依此類推。

帶數字的螺旋圖案

1   2   3   4   5   6   7
24  25  26  27  28  29  8
23  40  41  42  43  30  9
22  39  48  49  44  31  10
21  38  47  46  45  32  11
20  37  36  35  34  33  12
19  18  17  16  15  14  13

為了解決這個問題,我們將使用一個大小為n x n的二維矩陣,在這個例子中,我們取n = 7。然後以螺旋的方式從左上角填充矩陣。最後列印整個矩陣。在這裡,我們從第一行中的1到7列印,然後流程改變方向,向下移動到13,然後再次向左移動到19,最後向上移動到24,然後再次向右,依此類推。讓我們看看演算法以更好地理解。

演算法

  • 將輸入s作為行數
  • 建立一個s x s矩陣並將其初始化為0
  • num := 1
  • 初始化i、j、m為0
  • 初始化n := s - 1,p := 0,q := s - 1
  • 當num不超過s * s時,執行以下操作
    • 對於從p到q的j,執行以下操作
      • mat[ m, j ] := num
      • num := num + 1
    • 結束迴圈
    • m := m + 1
    • 對於從m到n的i,執行以下操作
      • mat[ i, q ] := num
      • num := num + 1
    • 結束迴圈
    • q := q - 1
    • 對於從q到p的j,j遞減1,執行以下操作
      • mat[ n, j ] := num
      • num := num + 1
    • 結束迴圈
    • n := n - 1
    • 對於從n到m的i,i遞減1,執行以下操作
      • mat[ i, p ] := num
      • num := num + 1
    • 結束迴圈
    • p := p + 1
  • 結束迴圈
  • 對於從0到s - 1的i,執行以下操作
    • 對於從0到s - 1的j,執行以下操作
      • 顯示mat[ i, j ]
    • 結束迴圈
    • 將游標移動到下一行
  • 結束迴圈

示例

#include <iostream>
using namespace std;
void solve( int s ){
   int mat[ s ][ s ] = {0};
   int i, j, m, n, p, q, num;
   num = 1; // start count from 1
   i = 0;
   j = 0;
   m = 0; // row index lower limit
   n = s - 1; // row index upper limit
   p = 0; // column index lower limit
   q = s - 1; // column index upper limit
   while ( num <= s * s ) {
   
      // place numbers horizontally left to right
      for ( j = p; j <= q; j++ ) {
         mat[ m ][ j ] = num;
         num = num + 1;
      }
      m = m + 1;
   
      // fill vertically from top to bottom
      for ( i = m; i <= n; i++ ) {
         mat[ i ][ q ] = num;
         num = num + 1;
      }
      q = q - 1;

      // fill horizontally from right to left
      for ( j = q; j >= p; j-- ) {
         mat[ n ][ j ] = num;
         num = num + 1;
      }
      n = n - 1;

      // fill vertically from bottom to top
      for ( i = n; i >= m; i-- ) {
         mat[ i ][ p ] = num;
         num++;
      }
      p = p + 1;
   }

   // display the mat
   for ( i = 0; i < s; i++ ) {
      for ( j = 0; j < s; j++ ) {
         printf("%d\t", mat[i][j]);
      }
      printf("\n");
   }
}
int main(){
   int n = 5;
   cout << "Spiral numbers for " << n << " lines." << endl;
   solve( n );
}

輸出

Spiral numbers for 5 lines.
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

輸出(n = 12)

Spiral numbers for 12 lines.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	
44	45	46	47	48	49	50	51	52	53	54	13	
43	80	81	82	83	84	85	86	87	88	55	14	
42	79	108	109	110	111	112	113	114	89	56	15	
41	78	107	128	129	130	131	132	115	90	57	16	
40	77	106	127	140	141	142	133	116	91	58	17	
39	76	105	126	139	144	143	134	117	92	59	18	
38	75	104	125	138	137	136	135	118	93	60	19	
37	74	103	124	123	122	121	120	119	94	61	20	
36	73	102	101	100	99	98	97	96	95	62	21	
35	72	71	70	69	68	67	66	65	64	63	22	
34	33	32	31	30	29	28	27	26	25	24	23

結論

在學習程式語言時,顯示數字模式是一個相當常見的問題。在本文中,我們瞭解瞭如何在正方形中顯示數字,其中元素以螺旋形式在C++中列印。從左上角開始,我們向右移動,然後在n列的末尾,我們向下移動,然後在n行的末尾,向左移動,然後到達第一行後向上移動到第2行,然後一遍又一遍地執行相同的操作,直到完成整個正方形。與其他數字模式問題不同,它需要一個二維陣列才能以有效的方式解決此問題。

更新於: 2023年4月5日

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