现在的位置: 首页 > 综合 > 正文

螺旋队列问题

2014年01月16日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1836字 ⁄ 字号 评论关闭

下面是一个螺旋队列:

   73   74   75   76   77   78   79   80  81
   72   43   44   45   46   47   48   49   50
   71   42   21   22   23   24   25   26   51
   70   41   20    7     8      9   10   27   52
   69   40   19    6   
  1     2    11   28   53
   68   39   18    5     4     3    12   29   54
   67   38   17   16   15   14   13   30   55
   66   37   36   35   34   33   32   31   56
   65   64   63   62   61   60   59   58   57

       看清以上数字排列的规律,设1点的坐标是(0,0),x方向向右为正,y方向向下为正。例如:7的坐标为(-1,-1),2的坐标为(0,1),3的坐标为(1,1)。编程实现输入任意一点坐标(x,y),输出所对应的数字;或输入任意数字,输出该数字的坐标。

        解析:规律能看出来,问题就在于如何利用它。很明显这个队列是顺时针螺旋向外扩展的,我们可以把它看成一层一层往外延伸。第 0 层规定为中间的那个 1,第 1 层为 2 到 9,第 2 层为 10 到 25,注意到 1、9、25、……不就是平方数吗?而且是连续奇数(1、3、5、……)的平方数。这些数还跟层数相关,推算一下就可以知道第 t 层之内一共有 (2t-1)^2 个数,因而第 t 层会从 [(2t-1)^2] + 1 开始继续往外螺旋。给定坐标 (x,y),如何知道该点处于第几层?层数 t =
max(|x|,|y|)。

  知道了层数,接下来就好办多了,这时我们就知道所求的那点一定在第 t 层这个圈上,顺着往下数就是了。要注意的就是螺旋队列数值增长方向和坐标轴正方向并不一定相同。我们可以分成四种情况——上、下、左、右——或者——东、南、西、北,分别处于四条边上来分析。

  东|右:x == t,队列增长方向和 y 轴一致,正东方向(y = 0)数值为 (2t-1)^2 + t,所以 v = (2t-1)^2 + t + y

  南|下:y == t,队列增长方向和 x 轴相反,正南方向(x = 0)数值为 (2t-1)^2 + 3t,所以 v = (2t-1)^2 + 3t - x

  西|左:x == -t,队列增长方向和 y 轴相反,正西方向(y = 0)数值为 (2t-1)^2 + 5t,所以 v = (2t-1)^2 + 5t - y

  北|上:y == -t,队列增长方向和 x 轴一致,正北方向(x = 0)数值为 (2t-1)^2 + 7t,所以 v = (2t-1)^2 + 7t + x

  其实还有一点很重要,不然会有问题。其它三条边都还好,但是在东边(右边)那条线上,队列增加不完全符合公式!注意到东北角(右上角)是本层的最后一个数,再往下却是本层的第一个数,那当然不满足东线公式啊。所以我们把东线的判断放在最后(其实只需要放在北线之后就可以),这样一来,东北角那点始终会被认为是北线上的点。

下面给出第 t 层的图示说明:

实现代码如下:

//============================================================================
// Name        : luoxuanQueue.cpp
// Author      :
// Version     :
// Copyright   : All rights reserved
// Description : Ansi-style
//============================================================================

#include <iostream>
using namespace std;

int getValue(int x, int y)
{
	int ret;

	int c = max(abs(x), abs(y));
	if (y == -c)
	{
		ret = (2*c+1)*(2*c+1) - (c - x);
	}
	else if(x == -c)
	{
		ret = (2*c-1) * (2*c-1) +5 *c - y;
	}
	else if(y == c)
	{
		ret = (2*c-1) * (2*c-1) + 3* c -x;
	}
	else if(x == c)
	{
		ret = (2*c - 1) *(2*c -1) +c + y;
	}
	return ret;
}

int main() {
	int Ceng = 1;
	for (int i = -Ceng;i <= Ceng; i ++ )
	{
		for (int j = -Ceng; j <= Ceng; j ++)
		{
			cout << "("<<i << ","<< j<< "): "<<getValue(i, j) << " ";
		}
	}
	return 0;
}

抱歉!评论已关闭.