C语言 输出螺旋数组

本文介绍了螺旋数组的概念,提供了一段C语言代码实现将二维数组中的数字按顺时针螺旋顺序填充,并展示了代码的运行结果。代码首先初始化二维数组,然后通过四个嵌套循环按特定顺序填充数字,最后输出填充后的数组。

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1、螺旋数组简介

       螺旋数组是指将给定的存储连续自然数的二维数组中的数字从最外层开始以顺时针形式输出

2、示例代码

#include <stdio.h>
#define N 6 //螺旋数组阶数

void main()
{
    int h, l, num;
    h = l = 0;
    num = 1;
    int arr[N][N] = {0};

    // arr[h][l]赋值
    for (int i = 0; i < N; i++)    *(*(arr + h) + l++) = num++;
    l = l - 1;

    for (int j = 1; j < N; j++)
    {
        if (j % 2 == 1)
        {
            for (int i = 0; i < N - j; i++)    *(*(arr + ++h) + l) = num++;
            for (int i = 0; i < N - j; i++)    *(*(arr + h) + --l) = num++;
        }
        else
        {
            for (int i = 0; i < N - j; i++)    *(*(arr + --h) + l) = num++;
            for (int i = 0; i < N - j; i++)    *(*(arr + h) + ++l) = num++;
        }
    }

    //输出arr
    for (int h = 0, i = 1; h < N; h++)
    {
        for (int l = 0; l < N; l++)
        {
            printf("arr[%d][%d]: %d\t", h, l, arr[h][l]);
        }
        putchar('\n');
    }
}

3、运行结果

 

### 螺旋数组的定义 螺旋数组是一种特殊形式的二维数组,其元素按照特定的螺旋顺序排列。具体来说,从外部开始按顺时针方向填充数值,逐步向内部收缩,直至填满整个矩阵。这种结构常用于解决涉及二维平面遍历的问题。 --- ### Java 实现螺旋数组的方法 以下是基于引用的内容以及扩展的知识点所提供的 Java 实现方案: #### 方法描述 为了生成一个指定大小 `n×n` 的螺旋数组,可以采用边界控制法。这种方法通过维护上下左右四个边界变量,在每次完成一条边的填充后调整对应边界值,从而实现自动转向功能。 #### 代码示例 ```java public class SpiralArray { public static int[][] generateSpiral(int n) { int[][] result = new int[n][n]; int num = 1; int top = 0, bottom = n - 1, left = 0, right = n - 1; while (top <= bottom && left <= right) { // 填充顶部行,从左到右 for (int i = left; i <= right; i++) { result[top][i] = num++; } top++; // 填充右侧列,从上到下 for (int i = top; i <= bottom; i++) { result[i][right] = num++; } right--; if (top <= bottom) { // 填充底部行,从右到左 for (int i = right; i >= left; i--) { result[bottom][i] = num++; } bottom--; } if (left <= right) { // 填充左侧列,从下到上 for (int i = bottom; i >= top; i--) { result[i][left] = num++; } left++; } } return result; } public static void main(String[] args) { int size = 5; int[][] spiralMatrix = generateSpiral(size); // 打印结果 for (int i = 0; i < spiralMatrix.length; i++) { for (int j = 0; j < spiralMatrix[i].length; j++) { System.out.print(spiralMatrix[i][j] + "\t"); } System.out.println(); } } } ``` 此代码实现了创建并打印一个 `n×n` 大小的螺旋数组的功能[^1]。 --- ### C++ 实现螺旋数组的方式 对于 C++ 中的实现,可以通过预设转向数组来简化逻辑判断过程。转向数组记录了当前移动的方向及其对应的行列变化规律。 #### 方法描述 利用一个二维数组存储四种可能的移动方向(右、下、左、上),并通过索引来切换这些方向。每当检测到越界或目标单元已被访问时,就更新方向索引以改变路径走向。 #### 代码示例 ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; vector<vector<int>> generateSpiral(int n) { vector<vector<int>> matrix(n, vector<int>(n, 0)); int directions[4][2] = {{0, 1}, {1, 0}, {0, -1}, {-1, 0}}; int dirIndex = 0, row = 0, col = 0; for (int num = 1; num <= n * n; ++num) { matrix[row][col] = num; int nextRow = row + directions[dirIndex][0]; int nextCol = col + directions[dirIndex][1]; if (!(nextRow >= 0 && nextRow < n && nextCol >= 0 && nextCol < n && !matrix[nextRow][nextCol])) { dirIndex = (dirIndex + 1) % 4; } row += directions[dirIndex][0]; col += directions[dirIndex][1]; } return matrix; } void printMatrix(const vector<vector<int>>& matrix) { for (const auto& row : matrix) { for (const auto& val : row) { cout << val << "\t"; } cout << endl; } } int main() { int size = 5; vector<vector<int>> spiralMatrix = generateSpiral(size); printMatrix(spiralMatrix); return 0; } ``` 这段程序展示了如何借助转向数组构建螺旋数组的过程[^2]。 --- ### C语言中的螺旋数组实现思路 C语言版本主要依赖于循环嵌套配合条件语句来进行逐层赋值操作。同样需要关注的是如何处理好每一轮迭代后的状态转换问题。 #### 关键点解析 - 初始化变量:包括起始坐标 `(row,col)` 和计数器 `num`。 - 边界判定机制:确保不会重复写入已占用的位置或者溢出有效范围之外。 - 方向变换策略:依据当前位置相对于整体布局的关系决定下一步该如何行动。 #### 参考样例分析 给定如下模式: ``` 1 2 3 4 5 16 17 18 19 6 15 24 25 20 7 14 23 22 21 8 13 12 11 10 9 ``` 可以看出它遵循了一种由外至内的旋转填充原则[^3]。 ---
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