使用Java怎么按照顺时针或逆时针方向输出一个数字矩阵
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代码及注释如下：
public class NumberMatrix {
public static void main(String[] args) {
int width = 25;
int height = 12;
boolean clockwise = false;
System.out.println("创新互联测试结果：");
outputMatrix(width, height, clockwise);
}
/**
* 按照指定的长宽和输出方向，从外向内打印一个从 1 开始的数字矩阵，矩阵的开始位置在左上角。
*
* @param width 矩阵宽度
* @param height 矩阵高度
* @param clockwise 是否是顺时针方向
*/
private static void outputMatrix(int width, int height, boolean clockwise) {
// 首先判断最大数字的位数，以决定输出如何对齐
int numLength = (int) Math.log10(width * height) + 1;
// 决定输出的格式（最大位数 + 1个空格）
String format = "%" + (numLength + 1) + "d";
// 定义要输出的二维数组，注意维度是从高到低的
// 此时 matrix 中所有元素的值都是 0
int[][] matrix = new int[height][width];
// 定义一个位置指针和一个计数器，位置指针进行移动，而计数器负责递增，递增后的数字
// 被填充进矩阵，当 width * height 个数字填充完毕，这个矩阵就完成了。
// 注意这里位置指针的第一个元素对应 matrix 的第一个维度 y，第二个元素对应第二个维度 x。
int[] pointer = {0, 0};
int counter = 1;
// 定义当前移动的方向：1、2、3、4 分别表示上、右、下、左。
// 顺时针的起始方向为右，逆时针的起始方向为下。
int direction = clockwise ? 2 : 3;
// 开始循环填充，每个填充分为三步
for (int i = 1, max = width * height; i <= max; i++) {
// 1. 填充内容
int y = pointer[0];
int x = pointer[1];
matrix[y][x] = counter;
// 2. 计数器自增
counter += 1;
// 3. 移动到下一个位置，因为这地方比较复杂，所以开个方法实现
direction = move(matrix, width, height, pointer, direction, clockwise);
}
// 矩阵填充完毕，按照正常的方式循环输出即可
for (int y = 0; y < height; y++) {
for (int x = 0; x < width; x++) {
System.out.printf(format, matrix[y][x]);
}
System.out.println(); // 完成一行后输出换行
}
}
/**
* 在矩阵中移动
*
* @param matrix 矩阵，用于判断前进方向的下一个位置是否已经填充了数字，如果是则转向
* @param width 矩阵的宽
* @param height 矩阵的高
* @param pointer 指针的当前位置。调用本方法后里面的值会改变，除非方法返回 0
* @param direction 指针当前移动的方向
* @param clockwise 是否是要按顺时针方向转向
*
* @return 移动后的新方向（与原来的方向可能相同也可能不同）。如果无法再继续移动，则返回 0
*/
private static int move(int[][] matrix, int width, int height, int[] pointer, int direction, boolean clockwise) {
// 先尝试按照原来的方向移动到 newPointer
int[] newPointer = moveDirectly(pointer, direction);
// 检查 newPointer 是否合法，如果合法则将其赋值给 pointer 并保持原来的方向，方法完成
if (isValid(newPointer, matrix, width, height)) {
System.arraycopy(newPointer, 0, pointer, 0, 2);
return direction;
}
// 进行转向，重新从 pointer 朝新的方向移动
direction = turn(direction, clockwise);
newPointer = moveDirectly(pointer, direction);
// 检查 newPointer 是否合法（同前面一样）
if (isValid(newPointer, matrix, width, height)) {
System.arraycopy(newPointer, 0, pointer, 0, 2);
return direction;
}
// 既无法前进也无法转向，那么无法继续移动。
return 0;
}
// 判断矩阵中指定的位置是否可以填充
private static boolean isValid(int[] newPointer, int[][] matrix, int width, int height) {
// 位置不能超出矩阵范围
if (newPointer[0] >= height
|| newPointer[0] < 0
|| newPointer[1] >= width
|| newPointer[1] < 0) {
return false;
}
// 位置的内容应该为空
if (matrix[newPointer[0]][newPointer[1]] != 0) {
return false;
}
return true;
}
// 转向。根据我们对 direction 的定义，顺时针就是 +1，逆时针就是 -1
private static int turn(int direction, boolean clockwise) {
int newDirection = clockwise ? direction + 1 : direction - 1;
if (newDirection > 4) {
newDirection = 1;
} else if (newDirection < 1) {
newDirection = 4;
}
return newDirection;
}
/**
* 朝指定的方向移动，并返回新的位置
*
* @param pointer 当前位置
* @param direction 方向
*
* @return 新的位置
*/
private static int[] moveDirectly(int[] pointer, int direction) {
int y = pointer[0];
int x = pointer[1];
switch (direction) {
case 1:
return new int[]{y - 1, x};
case 2:
return new int[]{y, x + 1};
case 3:
return new int[]{y + 1, x};
case 4:
return new int[]{y, x - 1};
}
throw new IllegalArgumentException("方向不正确: " + direction);
}
}运行结果：
上述就是小编为大家分享的使用Java怎么按照顺时针或逆时针方向输出一个数字矩阵了，如果刚好有类似的疑惑，不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识，欢迎关注创新互联行业资讯频道。
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