Python实现顺时钟回形矩阵

时间:2021-10-06 12:59:06

  无意间在网上看到了一个面试题是,写出一个回形矩阵。实现的效果大致如下:  

  [ 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]

  因为日常都是使用Python,刚开始觉得使用list的append方法就可以做出来,动手一下发现还是不行的。后来,觉得应该先根据参数容量制作一个list,用list的替换方法来做替换。处理的过程中,还是发现有很多思维断掉的地方。

  最后,在别人的博客上看到2004年,有人用Python实现了逆时钟方向的回形矩阵。借鉴了一下他的方法。大致的思路是这样的:

  第0步:回形矩阵的特点是什么?

  顺时钟回形矩阵,在等差值为1的情况下,按照一个回形为一层的情况来看:

  推导的前三条矩阵边上的 “结束值” - “起始值” = “矩阵边长”-1,第四条矩阵边的 "结束值" 为 该层的起始值。

  [ 1, 2, 3, 4,  5]

  [16,   ,   ,   , 6]

  [15,   ,   ,   , 7]

  [14,   ,   ,   , 8]

  [13,12,11,10,9]

  

  第一步,根据设定的矩阵边长,生成一个二维数组(C语言中这么描述,Python就是list里面嵌套list)

 for i in range(size):
arry.append(range(size))

  第二步,按照矩阵边长生成该层的数据池:

 while size >0 :
create pool()
layer += 1      
size -= 2

  最终代码:

  

 #!/usr/bin/env python
# coding: utf-8 def draw_matrix(begin, size, layer, arry, controlle_num):
# 以顺时钟方向建立递增矩阵,按照层级
# 根据递增1的特点,建立当前层的上下左右,四个list,形成资源池
# 每个方向list的长度都等于size的长度
# [1,2,3]
# [8, ,4]
# [7,6,5]
top = range(begin, begin+size)
right = range(begin+size-1, begin+size*2-1)
bottom = range(begin+size*2-2, begin+size*3-2)
left = range(begin+size*3-3, begin+size*4-3)
left[size-1] = begin # 顺时钟的左list最后一个值改为起始值 # size相当矩阵的边长,i既可以表示长,也可以表示宽
# 通过i步进来从本层的资源池里面取得各个值
for i in range(size):
arry[layer][layer+i] = top[i]
arry[layer+i][controlle_num-layer-1] = right[i]
arry[controlle_num-layer-1][controlle_num-layer-i-1] = bottom[i]
arry[controlle_num-1-layer-i][layer] = left[i]
return arry def Matrix(size, begin=1, layer=0):
controlle_num = size
arry = []
for i in range(size):
arry.append(range(size))
while size > 0:
arry = draw_matrix(begin, size, layer, arry, controlle_num)
begin = begin+(4*(size-1))
size = size - 2
layer = layer + 1
return arry if __name__ == '__main__':
dat = Matrix(5)
for i in range(5):
print dat[i]