Python/PHP數字螺旋矩陣
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原連結：https://www.zh30.com/php-python-shuzi-luoxuan-juzhen.html
什麼是螺旋矩陣？
螺旋矩陣是指一個呈螺旋狀的矩陣，它的數字由第一行開始到右邊不斷變大，向下變大，向左變大，向上變大，如此迴圈。下圖就是一個螺旋矩陣的示例：
鄭曉在這裡分別使用了Python和PHP來實現了數字的螺旋矩陣。其中的PHP版本寫成了函式，更加靈活的對矩陣進行控制。寫Python時由於是第一次寫，有些生疏，分別用了兩種方法來實現。。。下面上程式碼吧：
Python螺旋矩陣的第一版(比較難以理解–!)：
#coding:gbk
L = 6 #矩陣大小
result = [[0]*L for n in range(L)]
row =0 #初始行 從左上角開始
col = 0 #初始列 從左上角開始
value = 1#初始值
direction = 'r' #初始方向 向右
circle = 1 #初始圈數 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()
接下來是Python螺旋矩陣的第二版，其中使用了迭代器控制方向，程式碼量明顯減少，而且更容易理解了。多次使用不同的起點生成的矩陣時，你會發現有個地方寫的有點兒“問題”，找到問題了沒有？
#coding:gbk
import itertools
#引數：矩陣寬(w)、高(h)、起始橫座標、起始縱座標
def print_matrix(w, h, x = 0, y = 0):
#方向移動時的操作
op = [(1,0), (-1,0), (0,-1), (0,1)]
#迭代器可無限迭代列表 每次要換方向時就next()
direction = itertools.cycle(op)
#根據行列生成所有座標
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
#列印結果
for y in range(h):
for x in range(w):
print "%3d" % (result[(x,y)]),
print
#呼叫示例
print_matrix(6,6,5,0)
raw_input()
下面是PHP版的螺旋矩陣，思路和上面的Python是一樣的(其實我是照著寫的…)。
/* *
* @param $w : 寬
* @param $h : 高
* @param $s : 起始數字
* @param $x, $y : 起始位置座標 只能從四頂點開始
* @param $r :方向 預設順時間 false為逆時針
* @author : 鄭曉
* php5.6.11
* 這是一個螺旋矩陣的PHP版本，由於之前在python下寫過，有了一些經驗，所以在php中也使用了SPL的一個迭代器，用於換向。演算法編寫時是使用的過程式，後來又改為了函式，加入了一些自定義引數，方便呼叫(然並卵)。輸出中使用的是製表和換行符，請在瀏覽器原始碼中檢視執行結果。
*/
function print_matrix($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)); //建立一個無限迭代器
$iterator->rewind(); //指標指向第一元素
list($_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();
$i--;
}
}
//以下是列印矩陣結構
for($i=0; $i< $h; $i++) {
for($j=0; $j< $w; $j++) {
echo $result[$j][$i], "\t";
}
echo "\n";
}
}
//呼叫示例測試
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";
下面是依次的執行結果：
