如何设计一个程序来实现对一个由0到9的整数构成的二维数组的均匀填充,即每行元素之和及每列元素之和都必须相等?
时间: 2024-10-29 13:18:27 浏览: 18
详解C++中的一维数组和二维数组
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设计一个程序来实现对一个由0到9的整数构成的二维数组的均匀填充,可以遵循以下步骤:
1. **确定目标和**:首先,计算出所需的每行和每列的总和,这个值应该是所有0到9数字的平均数乘以数组的行数或列数。
2. **初始化**:创建一个二维数组,其大小与给定的数组一样,并将所有元素设置为0。由于范围限制在0到9之间,需要确保总数不会超过这个范围。
3. **填充策略**:从中心开始,按照某种规则向四周扩散。一种常见的策略是从中间的一个单元格开始,然后逐层递增,每次增加的数值等于当前剩余的目标和除以剩余的位置数目。例如,如果还有剩余的空间,就尝试填入下一个能保持和平衡的最小数字。
4. **循环填充**:遍历每个未填满的行和列,按照上述步骤填充直到达到目标和。注意检查边界条件,防止超出数组范围。
5. **回溯检查**:在填充过程中,持续检查每行和每列的元素之和是否都等于目标和。如果不满足,则可能需要调整之前的部分填充。
6. **算法优化**:考虑使用贪心算法或其他优化技巧提高效率,比如动态规划,但这可能会使得问题变得更复杂。
```python
def fill_uniform(array_size):
target_sum = sum(range(10)) // array_size
filled_array = [[0] * array_size for _ in range(array_size)]
def fill_recursive(row, col):
nonlocal filled_array
if row == array_size or col == array_size:
return True
current_sum = filled_array[row][col]
if current_sum + target_sum <= 9:
filled_array[row][col] += target_sum
if fill_recursive(row + 1, col) and fill_recursive(row, col + 1):
return True
filled_array[row][col] -= target_sum
return False
fill_recursive(0, 0)
# 检查并修复不平衡的行或列
for i in range(array_size):
if abs(sum(filled_array[i]) - target_sum) > 0:
print("无法完成填充,数组不均匀")
return None
return filled_array
# 示例:
array_size = 3
filled_array = fill_uniform(array_size)
if filled_array is not None:
print("均匀填充后的数组:", filled_array)
```
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