魔方阵。
问题描述。魔方阵是一个古老的智力问题,它要求在一个m×m的矩阵中填入1~m2的数字(m为奇数),使得每一行、每一列、每条对角线的累加和都相等,如图1所示。
图1 五阶魔方阵示例。
基本要求。 输入魔方阵的行数m,要求m为奇数,程序对所输入的m作简单的判断,如m有错,能给出适当的提示信息。
实现魔方阵。
输出魔方阵。
实现提示。本实验使用的数据结构是数组。
解魔方阵问题的方法很多,这里采用如下规则生成魔方阵。
由1开始填数,将1放在第0行的中间位置。
将魔方阵想象成上下、左右相接,每次往左上角走一步,会有下列情况:
左上角超出上方边界,则在最下边相对应的位置填入下一个数字;
左上角超出左边边界,则在最右边相应的位置填入下一个数字;
如果按上述方法找到的位置已填入数据,则在同一列下一行填入下一个数字。
以3×3魔方阵为例,说明其填数过程,如图2所示。
图2 三阶魔方阵的生成过程。
由三阶魔方阵的生成过程可知,某一位置(x,y)的左上角的位置是(x-1,y-1),如果x-1≥0,不用调整,否则将其调整为x-1+m;同理,如果y-1≥0,不用调整,否则将其调整为y-1+m。所以,位置(x,y)的左上角的位置可以用求模的方法获得,即:
x=(x-1+m)%m
y=(y-1+m)%m
如果所求的位置已经有数据了,将该数据填入同一列下一行的位置。这里需要注意的是。此时的x和y已经变成之前的上一行上一列了,如果想变回之前位置的下一行同一列,x需要跨越两行,y需要跨越一列,即:
x=(x+2)%m
y=(y+1)%m
程序如下:#include
#include
using namespace std;
template
class matrix: public vector< vector >
public:
matrix(int m = 0, int n = 0, const t& v = t())
vector< vector >(m, vector(n, v))
int rows() const
int cols() const
template
ostream& operator<<(ostream& os, const matrix& m)
for (int i = 0; i < i)
return os;
void magicsquare(int n)
matrix m(n, n);
int n2 = n * n;
int k = 1;
int x = 0, y = n / 2;
m[x][y] =k++;
while (k <=n2)
m[x][y] =k++;
cout < int main(int argc, char* ar**) magicsquare(5); return 0;