n阶幻方矩阵:把1~n×n的自然数按照一定方法排列成n×n的矩阵,使得任意行、任意列以及两个对角线上的数字之和都相等(已知n为奇数,假设n不超过15)。请编写一个程序,实现奇数阶幻方矩阵的生成。用C语言的方法。
时间: 2024-09-25 16:07:38 浏览: 30
奇阶幻方的一种构造法及其个数 (1999年)
n阶幻方矩阵是一种数学难题的实例,尤其在编程挑战中很常见。对于奇数阶幻方,通常采用回溯法或递归的方式来生成。下面是一个简单的C语言示例,用于生成3x3的奇数阶幻方矩阵,因为3x3是一个常见的奇数阶幻方大小:
```c
#include <stdio.h>
#define N 3 // 假设n=3
int sum[N][N]; // 存储每个元素的和
int matrix[N][N]; // 生成的幻方矩阵
int num; // 当前填充的数字,从1开始
void fill(int row, int col) {
if (col == N) { // 到达新的一行,填充下一个数字
num++;
row = 0; // 从头开始新的一行
col = 0;
}
for (int i = 0; i < N; i++) {
if (matrix[row][i] == 0 && matrix[i][col] == 0 && matrix[row][N - i - 1] == 0) { // 找到可用的位置
matrix[row][col] = num;
sum[row][col] = num + sum[row][col - 1] + sum[row - 1][col]; // 更新行、列和对角线的和
fill(row, col + 1); // 继续填充下一个位置
break; // 如果找到就停止搜索当前位置
}
}
}
// 初始化函数
void init() {
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (int j = 0; j < N; j++) {
matrix[i][j] = 0;
sum[i][j] = 0;
}
sum[i][0] = i * (i + 1) / 2; // 初始化行和列对角线的和
}
}
int main() {
init();
fill(0, 0);
printf("生成的3x3幻方矩阵:\n");
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (int j = 0; j < N; j++) {
printf("%d ", matrix[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
```
请注意,这个程序仅适用于3x3幻方,如果你需要更大的奇数阶幻方,你需要修改`N`的值,并相应地调整数组和循环结构。此外,此代码并未完全优化,如果n较大,可能会有性能问题。
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