C++程序打印螺旋图案数字


以不同的格式显示数字属于学习编码的不同概念(如条件语句和循环语句)的基本编码问题。有一些程序打印了特殊字符(如星号)来制作三角形或正方形。在本文中,我们将以螺旋形(如正方形)的形式在C++中打印数字。

我们将输入行数n,然后从左上角开始,向右移动,然后向下,然后向左,然后向上,然后再次向右,依此类推。

带数字的螺旋图案

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

为了解决这个问题,我们将使用一个大小为n x n的二维矩阵,在这个例子中,我们取n = 7。然后以螺旋的方式从左上角填充矩阵。最后打印整个矩阵。在这里,我们从第一行中的1到7打印,然后流程改变方向,向下移动到13,然后再次向左移动到19,最后向上移动到24,然后再次向右,依此类推。让我们看看算法以更好地理解。

算法

  • 将输入s作为行数
  • 创建一个s x s矩阵并将其初始化为0
  • num := 1
  • 初始化i、j、m为0
  • 初始化n := s - 1,p := 0,q := s - 1
  • 当num不超过s * s时,执行以下操作
    • 对于从p到q的j,执行以下操作
      • mat[ m, j ] := num
      • num := num + 1
    • 结束循环
    • m := m + 1
    • 对于从m到n的i,执行以下操作
      • mat[ i, q ] := num
      • num := num + 1
    • 结束循环
    • q := q - 1
    • 对于从q到p的j,j递减1,执行以下操作
      • mat[ n, j ] := num
      • num := num + 1
    • 结束循环
    • n := n - 1
    • 对于从n到m的i,i递减1,执行以下操作
      • mat[ i, p ] := num
      • num := num + 1
    • 结束循环
    • p := p + 1
  • 结束循环
  • 对于从0到s - 1的i,执行以下操作
    • 对于从0到s - 1的j,执行以下操作
      • 显示mat[ i, j ]
    • 结束循环
    • 将光标移动到下一行
  • 结束循环

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 );
}

输出

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

输出(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

结论

在学习编程语言时,显示数字模式是一个相当常见的问题。在本文中,我们了解了如何在正方形中显示数字,其中元素以螺旋形式在C++中打印。从左上角开始,我们向右移动,然后在n列的末尾,我们向下移动,然后在n行的末尾,向左移动,然后到达第一行后向上移动到第2行,然后一遍又一遍地执行相同的操作,直到完成整个正方形。与其他数字模式问题不同,它需要一个二维数组才能以有效的方式解决此问题。

更新于: 2023年4月5日

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