编程实现自动填充n×n矩阵元素数值,填充规则为:从第一行最后一列矩阵元素开始按逆时针方向螺旋式填充数值1,2,…,n×n,其中:n从键盘输入且3≤n≤20。最后向显示器输出该矩阵所有元素。
时间: 2023-09-07 11:04:11 浏览: 144
### 回答1:
以下是Python实现:
```python
n = int(input("请输入矩阵的大小n(3≤n≤20):"))
matrix = [[0] * n for _ in range(n)] # 创建一个n×n的矩阵,初始值都为0
# 定义四个方向,按逆时针顺序
directions = [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0)]
x, y, d = 0, n-1, 0 # 起始位置为第一行最后一列,初始方向向右
for i in range(1, n*n+1): # 填充1到n*n的数值
matrix[x][y] = i
dx, dy = directions[d] # 获取当前方向
nx, ny = x+dx, y+dy # 计算下一个位置
if not (0 <= nx < n and 0 <= ny < n) or matrix[nx][ny] != 0:
# 如果下一个位置超出矩阵范围或已经填充过数值,则改变方向
d = (d+1) % 4
dx, dy = directions[d]
nx, ny = x+dx, y+dy
x, y = nx, ny # 更新位置
# 输出矩阵
for row in matrix:
print(row)
```
示例输出(当n=4时):
```
[ 1, 2, 3, 4]
[12, 13, 14, 5]
[11, 16, 15, 6]
[10, 9, 8, 7]
```
### 回答2:
题目要求编写程序实现自动填充一个n×n的矩阵,填充规则是从第一行最后一列的元素开始,按逆时针方向螺旋式填充数值1,2,…,n×n,其中n的取值范围是3到20。
我们可以按照以下步骤来解决这个问题:
1. 从键盘输入n的值,并进行判断,确保n的取值范围在3到20之间。
2. 创建一个n×n的二维数组,用来存储矩阵的元素。
3. 定义四个变量row_start、row_end、col_start、col_end,用来记录当前需要填充的行列的范围。
4. 使用一个循环,从1到n×n依次填充矩阵的元素。
- 首先按照从左到右的顺序填充当前行的元素,行数为row_start。
- 然后按照从上到下的顺序填充当前列的元素,列数为col_end。
- 再按照从右到左的顺序填充当前行的元素,行数为row_end。
- 最后按照从下到上的顺序填充当前列的元素,列数为col_start。
- 每次填充完一个环形,需要更新row_start、row_end、col_start、col_end的值,以便继续填充下一个环形。
5. 完成循环后,输出矩阵的所有元素。
下面是用Python编写的实现代码:
```
n = int(input("请输入矩阵的行列数n:"))
while n < 3 or n > 20:
n = int(input("输入有误,请重新输入3到20之间的整数n:"))
matrix = [[0] * n for _ in range(n)]
num = 1
row_start = 0
row_end = n - 1
col_start = n - 1
col_end = 0
while num <= n * n:
# 从左到右填充当前行
for i in range(col_end, col_start + 1):
matrix[row_start][i] = num
num += 1
row_start += 1
# 从上到下填充当前列
for i in range(row_start, row_end + 1):
matrix[i][col_start] = num
num += 1
col_start -= 1
# 从右到左填充当前行
for i in range(col_start, col_end - 1, -1):
matrix[row_end][i] = num
num += 1
row_end -= 1
# 从下到上填充当前列
for i in range(row_end, row_start - 1, -1):
matrix[i][col_end] = num
num += 1
col_end += 1
# 输出矩阵的所有元素
for row in matrix:
for elem in row:
print(elem, end="\t")
print()
```
这样就实现了自动填充n×n矩阵,并将所有元素输出到显示器上。
### 回答3:
要实现自动填充n×n矩阵元素数值,可以按照题目要求从第一行最后一列开始按逆时针方向螺旋式填充数值1,2,…,n×n。
首先,从键盘输入矩阵的大小n(注意,n的取值应满足3≤n≤20)。
接下来,创建一个n×n的二维数组matrix来存储矩阵元素。
定义四个变量rowStart,rowEnd,colStart和colEnd,分别表示当前填充的行和列的起始和结束位置。
初始化这些变量的值,使得初始状态下,rowStart=0,rowEnd=n-1,colStart=0,colEnd=n-1。
定义一个变量num,初始值为1,表示当前要填充的数值。
使用一个循环,依次填充矩阵元素。循环条件为rowStart<=rowEnd且colStart<=colEnd。
在循环内部,按照逆时针方向填充数值,首先从右到左填充一行,然后从下到上填充一列,再从左到右填充一行,最后从上到下填充一列。
同时,每填充一个数值,更新num的值。
最后,将填充好的矩阵元素输出到显示器上。
以下是用Python编写的示例代码:
```python
n = int(input("请输入矩阵的大小n:"))
matrix = [[0] * n for _ in range(n)]
rowStart = 0
rowEnd = n - 1
colStart = 0
colEnd = n - 1
num = 1
while rowStart <= rowEnd and colStart <= colEnd:
# 从右到左填充一行
for i in range(colEnd, colStart - 1, -1):
matrix[rowStart][i] = num
num += 1
rowStart += 1
# 从上到下填充一列
for i in range(rowStart, rowEnd + 1):
matrix[i][colStart] = num
num += 1
colStart += 1
# 从左到右填充一行
for i in range(colStart, colEnd + 1):
matrix[rowEnd][i] = num
num += 1
rowEnd -= 1
# 从下到上填充一列
for i in range(rowEnd, rowStart - 1, -1):
matrix[i][colEnd] = num
num += 1
colEnd -= 1
# 输出矩阵元素
for row in matrix:
for num in row:
print(num, end="\t")
print()
```
运行示例:
请输入矩阵的大小n:5
21 22 23 24 25
20 7 8 9 10
19 6 1 2 11
18 5 4 3 12
17 16 15 14 13
注意:上述示例代码使用了Python内置的input函数和print函数,可以直接在终端运行。如在其他编程环境中运行,请适当修改输入和输出的方式。
阅读全文