用Java写一个程序实现,从键盘输入一个N值(3<=N<=10),生成N*N矩阵,实现将矩阵最外围元素顺时针旋转并去核,去核后仅保留最外围元素。要求:1.原矩阵中各值(0<=x<100)随机生成。2.测试程序时应能反映矩阵变化,先原矩阵再旋转后的矩阵,再去核后的矩阵,并规范矩阵输出格式。

时间: 2023-06-19 09:06:05 浏览: 76
以下是Java代码实现: ```java import java.util.Scanner; public class MatrixRotation { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.print("请输入矩阵的大小(3<=N<=10):"); int n = scanner.nextInt(); int[][] matrix = new int[n][n]; int maxNum = n * n - 1; int i = 0, j = 0, num = 0; while (num <= maxNum) { while (j < n && matrix[i][j] == 0) { matrix[i][j] = (int) (Math.random() * 100); num++; j++; } j--; i++; while (i < n && matrix[i][j] == 0) { matrix[i][j] = (int) (Math.random() * 100); num++; i++; } i--; j--; while (j >= 0 && matrix[i][j] == 0) { matrix[i][j] = (int) (Math.random() * 100); num++; j--; } j++; i--; while (i >= 0 && matrix[i][j] == 0) { matrix[i][j] = (int) (Math.random() * 100); num++; i--; } i++; j++; } System.out.println("原矩阵:"); printMatrix(matrix); int[][] rotatedMatrix = rotateMatrix(matrix); System.out.println("旋转后的矩阵:"); printMatrix(rotatedMatrix); int[] outerElements = removeCore(rotatedMatrix); System.out.println("去核后的矩阵:"); printOuterElements(outerElements, n); } // 顺时针旋转矩阵 private static int[][] rotateMatrix(int[][] matrix) { int n = matrix.length; int[][] rotatedMatrix = new int[n][n]; for (int i = 0; i < n / 2; i++) { for (int j = i; j < n - i - 1; j++) { int temp = matrix[i][j]; rotatedMatrix[i][j] = matrix[n - j - 1][i]; rotatedMatrix[n - j - 1][i] = matrix[n - i - 1][n - j - 1]; rotatedMatrix[n - i - 1][n - j - 1] = matrix[j][n - i - 1]; rotatedMatrix[j][n - i - 1] = temp; } } return rotatedMatrix; } // 去核,返回最外层元素数组 private static int[] removeCore(int[][] matrix) { int n = matrix.length; int[] outerElements = new int[2 * (n - 1) + 2 * (n - 2)]; int index = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if (i == 0 || j == 0 || i == n - 1 || j == n - 1) { outerElements[index++] = matrix[i][j]; } } } return outerElements; } // 打印矩阵 private static void printMatrix(int[][] matrix) { int n = matrix.length; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { System.out.printf("%3d", matrix[i][j]); } System.out.println(); } } // 打印最外层元素数组 private static void printOuterElements(int[] outerElements, int n) { for (int i = 0; i < n - 1; i++) { System.out.printf("%3d", outerElements[i]); } for (int i = n - 1; i < 2 * n - 2; i++) { System.out.printf("%3d", outerElements[i]); } for (int i = 2 * n - 2; i < 3 * n - 3; i++) { System.out.printf("%3d", outerElements[i]); } for (int i = 3 * n - 3; i < 4 * n - 4; i++) { System.out.printf("%3d", outerElements[i]); } System.out.println(); } } ``` 代码中,我们首先根据输入的 `n` 值生成一个随机矩阵,然后对该矩阵进行顺时针旋转和去核操作,并输出矩阵的变化过程和最终结果。其中,旋转矩阵的算法采用了模拟旋转的方式,而去核操作则是通过遍历矩阵的方式来实现的。最后,我们还定义了两个辅助函数 `printMatrix` 和 `printOuterElements`,用于规范输出矩阵和最外层元素数组。
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