螺旋矩陣生成 python實現

2021-09-11 23:46:29 字數 4377 閱讀 6156

今天偶然看見了乙個有意思的數列排序題,就嘗試著比劃了一下,確實挺有意思,蠻好玩的。特此記錄下來

螺旋矩陣樣例如下:

**********====

1 2 3 4 5 6

20 21 22 23 24 7

19 32 33 34 25 8

18 31 36 35 26 9

17 30 29 28 27 10

16 15 14 13 12 11

**********====

拆分如上矩陣有:

# 6階矩陣時

**********====

1 2 3 4 5 0

0 21 22 23 0 0

0 0 33 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

**********====

0 0 0 0 0 6

0 0 0 0 24 7

0 0 0 34 25 8

0 0 0 0 26 9

0 0 0 0 0 10

0 0 0 0 0 0

**********====

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 35 0 0

0 0 29 28 27 0

0 15 14 13 12 11

**********====

0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0

19 32 0 0 0 0

18 31 36 0 0 0

17 30 0 0 0 0

16 0 0 0 0 0

**********====

如上三角的規律顯而易見:

倒三角的個數為5、3、1

且四個方位的形狀完全一致

倒三角起始個數為階數-1

因此解題思路為:

填倒三角的值

矩陣左旋轉90度,再填倒三角的值

3.1 倒三角的計算:

設:上右下左,順時針四個方位的倒三角順位標號為1,2,3,4。預設階數為de(degree),則有如下分析:

倒三角的行數如下: sn = , ln > 0}

第1圈x順位的起始位為:0 + (de-1)*(x-1)

第2圈x順位的起始位為:4*(de-1) + (de-1-2)*(x-1)

...由上規律可得:圈數由內往外從1開始以dgx為數,由順位標號為tx,取1,2,3,4。則有如下偽**:

res[de]

[de]

=//賦值矩陣座標

cylstart =

0//預設第一圈外無值則此處為零,並從第一圈開始計算

step_n = de-

1while step_n >0:

start = cylstart + l_n *

(tx-1)

//當前圈按順位偏移

for(

int bias =

0;bias < stepn;bias++

)//倒三角賦值

res[dgx]

[dgx+bias]

= start+bias

//完成一行賦值進行下一行圈偏移有

cylstart +

= step_n*

4//從定位

dgx +=1

//座標偏移至下一行

step_n -=2

//計算l_n-1

3.2 矩陣旋轉

使用numpy的部分操作完成

import numpy as np

class

flipmatrix2d

: @staticmethod

defflip180

(arr)

: new_arr = arr.reshape(arr.size)

new_arr = new_arr[::

-1] new_arr = new_arr.reshape(arr.shape)

return new_arr

@staticmethod

defflip90_left

(arr)

: new_arr = np.transpose(arr)

new_arr = new_arr[::

-1]return new_arr

@staticmethod

defflip90_right

(arr)

: new_arr = arr.reshape(arr.size)

new_arr = new_arr[::

-1] new_arr = new_arr.reshape(arr.shape)

new_arr = np.transpose(new_arr)[:

:-1]

return new_arr

3.3 完成邏輯如下

class

spirallist

:def

__init__

(self, n)

:# n為階數

self.degree = n

self.reslist = np.array(0)

# 輸出矩陣

defprintlist

(self, lx)

:for l in lx:

str=

''for x in l:

str+=

("%02d "

%x)print

(str

)print

('**********===='

)# 倒三角計算,tx為順位計數

defwriteinnabla

(self, tx)

: step_n = self.degree -

1 dgx =

0 cylstart =

0while step_n >=0:

start = cylstart + step_n *

(tx -1)

for i in

range

(step_n)

: self.reslist[dgx]

[dgx+i]

= start + i +

1 cylstart += step_n*

4 dgx +=

1 step_n -=

2# 生成螺旋矩陣

defcalspriallist

(self)

:# 生成矩陣

self.reslist = np.zeros(

(self.degree,self.degree)

, dtype=

int)

# self.printlist(self.reslist)

for s in

range(4

):# 寫入倒三角

self.writeinnabla(s+1)

# 翻轉90度

self.reslist = flipmatrix2d.flip90_left(self.reslist)

# 如為奇數則中心位共用

if self.degree %2==

1:n =

int(self.degree/2)

self.reslist[n]

[n]= self.degree*self.degree

self.printlist(self.reslist)

if __name__==

"__main__"

: tx = spirallist(7)

tx.calspriallist(

)

python實現螺旋矩陣

import numpy 使用遞迴解決 def helixmatrix matrix,x cur,y cur,number,n if n 0 print matrix return 0 if n 1 matrix x cur y cur number print matrix return 0 上f...

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螺旋矩陣(python)

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