1)魔术方阵问题:实现n阶魔术方阵的生成与输出(n由用户输入,n为大于等于3的奇数)
时间: 2024-11-23 14:30:59 浏览: 0
魔术方阵,也称为幻方,是一个正方形矩阵,其中每一行、每一列以及两条对角线上的数字之和都相等。对于 n 阶的魔术方阵(n 必须是3的倍数),我们可以使用回文数或汉诺塔算法的思想进行构建。
首先,我们需要确保输入的 n 是大于等于3的奇数,因为偶数阶没有经典的解法。下面是一个简单的 Java 实现,用于生成并输出 n 阶魔术方阵:
```java
import java.util.Scanner;
public class MagicSquare {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入 n (必须是大于等于3的奇数): ");
int n = scanner.nextInt();
if (n < 3 || n % 2 == 0) {
System.out.println("无效输入!n 必须是大于等于3的奇数。");
return;
}
int[][] magicMatrix = generateMagicSquare(n);
printMatrix(magicMatrix);
}
// 生成n阶魔法方阵
private static int[][] generateMagicSquare(int n) {
int[][] matrix = new int[n][n];
int sum = n * (n * n + 1) / 2; // 魔术方阵的和
// 初始化中间位置的值
int num = 1;
matrix[(n - 1) / 2][(n - 1) / 2] = num;
for (int i = 0; i < n; i++) {
int currentRow = (i + n - 1) / 2;
for (int j = 0; j < n; j++) {
int diagonalStep = Math.abs(i - j);
matrix[currentRow][j] = calculateValue(num, sum, diagonalStep);
num++;
}
}
return matrix;
}
// 计算每个元素的值
private static int calculateValue(int num, int totalSum, int step) {
return totalSum - num - (step + 1);
}
// 打印矩阵
private static void printMatrix(int[][] matrix) {
for (int[] row : matrix) {
for (int value : row) {
System.out.print(value + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
```
在这个程序中,我们首先检查输入的有效性,然后生成和打印 n 阶魔术方阵。`generateMagicSquare` 方法负责创建矩阵并填充正确的数值,而 `printMatrix` 则用于输出结果。
运行这个程序时,请确保输入的 n 符合要求。如果 n 不符合,它会显示错误信息并退出。否则,它将生成并打印出指定大小的魔术方阵。
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