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Python/PHP数字螺旋矩阵

作者: 郑晓 分类: PHP, Python 发布于: 2015-08-03 22:19 浏览(7,091) 评论(9)


什么是螺旋矩阵?
螺旋矩阵是指一个呈螺旋状的矩阵,它的数字由第一行开始到右边不断变大,向下变大,向左变大,向上变大,如此循环。下图就是一个螺旋矩阵的示例:
数字螺旋矩阵

郑晓在这里分别使用了Python和PHP来实现了数字的螺旋矩阵。其中的PHP版本写成了函数,更加灵活的对矩阵进行控制。写Python时由于是第一次写,有些生疏,分别用了两种方法来实现。。。下面上代码吧:
Python螺旋矩阵的第一版(比较难以理解–!):

#coding:gbk
L = 6 #矩阵大小
result = [[0]*L for n in range(L)]
row =0   #初始行   从左上角开始
col = 0  #初始列   从左上角开始
value = 1#初始值
direction = 'r' #初始方向 向右
circle = 1 #初始圈数 第一圈
while True:
        #向右走
        if direction == 'r':
                result[row][col] = value
                if col>=L-circle:
                        direction = 'd'
                        continue
                col += 1
        #向下走
        if direction =='d':
                result[row][col] = value
                if row >= L-circle:
                        direction = 'l'
                        continue
                row += 1
        #向左走
        if direction == 'l':
                result[row][col] = value
                if col <= circle -1:
                        direction = 'u'
                        continue
                col -= 1
        #向上走
        if direction == 'u':
                result[row][col] = value
                if row-1 <= circle:
                        direction = 'r'
                        circle += 1
                        #continue
                row -= 1
        value += 1
        if value > L * L :
                break
for R in result:
        for c in R:
                print "%3d" % (c) ,
        print
raw_input()

接下来是Python螺旋矩阵的第二版,其中使用了迭代器控制方向,代码量明显减少,而且更容易理解了。多次使用不同的起点生成的矩阵时,你会发现有个地方写的有点儿“问题”,找到问题了没有?

#coding:gbk
import itertools

#参数:矩阵宽(w)、高(h)、起始横坐标、起始纵坐标
def print_matrix(w, h, x = 0, y = 0):
    #方向移动时的操作
    op = [(1,0), (-1,0), (0,-1), (0,1)]
    #迭代器可无限迭代列表 每次要换方向时就next()
    direction = itertools.cycle(op)
    #根据行列生成所有坐标
    result = {(xx,yy):None for xx in range(w) for yy in range(h)}
    result[(x,y)] = 1
    _x, _y = direction.next()
    i = 1
    flag = 0
    while True:
            new_x = x + _x
            new_y = y + _y
            if (new_x, new_y) in result and result[(new_x, new_y)] is None:
                i = i + 1
                result[(new_x, new_y)] = i
                x = new_x
                y = new_y
                flag = 0
            else:
                _x, _y = direction.next()
                flag = flag + 1
            if flag>4: break
    #打印结果
    for y in range(h):
        for x in range(w):
            print "%3d" % (result[(x,y)]),
        print

#调用示例
print_matrix(6,6,5,0)
raw_input()

下面是PHP版的螺旋矩阵,思路和上面的Python是一样的(其实我是照着写的…)。

/* *
 * @param $w : 宽
 * @param $h : 高
 * @param $s : 起始数字
 * @param $x, $y : 起始位置坐标 只能从四顶点开始
 * @param $r :方向 默认顺时间 false为逆时针
 * @author : 郑晓
 * php5.6.11
 * 这是一个螺旋矩阵的PHP版本,由于之前在python下写过,有了一些经验,所以在php中也使用了SPL的一个迭代器,用于换向。算法编写时是使用的过程式,后来又改为了函数,加入了一些自定义参数,方便调用(然并卵)。输出中使用的是制表和换行符,请在浏览器源代码中查看运行结果。
 */


function print_matrix($w, $h, $s=1, $l=1, $x=0, $y=0, $r=true) {
    $R = array(array(1,0), array(0,1), array(-1,0), array(0,-1));
    !$r && $R = array_reverse($R);
    $iterator = new InfiniteIterator(new ArrayIterator($R)); //创建一个无限迭代器
    $iterator->rewind(); //指针指向第一元素
    list($_x, $_y) = $iterator->current();

    $result = [];
    $result[$x][$y] = $s;
    for($i = $s+1; $i < $s+$w * $h; $i++) {
        $new_x = $x + $_x;
        $new_y = $y + $_y;
       
        if(0<= $new_x && 0<= $new_y && $new_x < $w && $new_y < $h && !isset($result[$new_x][$new_y])) {
            $result[$new_x][$new_y] = $i;
            $x = $new_x;
            $y = $new_y;
        } else {
            $iterator->next();
            list($_x, $_y) = $iterator->current();
            $i--;
        }

    }
    //以下是打印矩阵结构
    for($i=0; $i< $h; $i++) {
        for($j=0; $j< $w; $j++) {
            echo $result[$j][$i], "\t";
        }
        echo "\n";
    }
}

//调用示例测试
print_matrix(5, 5); echo "\n";
print_matrix(7, 4); echo "\n";
print_matrix(5, 5, 1, 4, 0); echo "\n";
print_matrix(5, 5, 10, 0, 4, false); echo "\n";

下面是依次的运行结果:
python螺旋矩阵

python螺旋矩阵

php螺旋矩阵

       

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Python/PHP数字螺旋矩阵:目前有9 条留言

用户评论头像 哈哈发表于 2017年04月17日 14:59[回复]

alert(‘嘿嘿’);

用户评论头像 先进的羊肉发表于 2016年09月05日 18:57[回复]

php技术牛人这么多,什么时候才有我的一席之地

    用户评论头像 郑晓发表于 2016年09月05日 22:37[回复]

    其实这些东西并不牛,只要理清思路写起来是很简单的

用户评论头像 test发表于 2016年09月01日 21:36[回复]

alert(‘嘿嘿’);

用户评论头像 AdOnCn.COM发表于 2016年01月09日 16:26[回复]

很好,感谢!

用户评论头像 地球猫发表于 2015年11月24日 15:48[回复]

你好 发现你的博客网站非常好请问可以跟你交换友情链接吗?我的网站是
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用户评论头像 日光博客发表于 2015年10月28日 16:15[回复]

博主好,想和贵博交换链接,可否?日光博客

用户评论头像 haha发表于 2015年10月01日 15:20[回复]

alert(‘呵呵’)

用户评论头像 麦谦生博客发表于 2015年09月23日 10:07[回复]

表示看不懂