Eine Spirale ziehen
Ein Freund brauchte einen Algorithmus, mit dem er die Elemente einer NxM-Matrix durchlaufen konnte (N und M sind ungerade). Ich habe eine Lösung gefunden, aber ich wollte sehen, ob meine Kollegen eine bessere Lösung finden können.
Ich poste meine Lösung als Antwort auf diese Frage.
Beispielausgabe:
Für eine 3x3-Matrix sollte die Ausgabe sein:
(0, 0) (1, 0) (1, 1) (0, 1) (-1, 1) (-1, 0) (-1, -1) (0, -1) (1, -1 )
Darüber hinaus sollte der Algorithmus nichtquadratische Matrizen unterstützen. Für eine 5x3-Matrix sollte die Ausgabe beispielsweise wie folgt lauten:
(0, 0) (1, 0) (1, 1) (0, 1) (-1, 1) (-1, 0) (-1, -1) (0, -1) (1, -1 ) (2, -1) (2, 0) (2, 1) (-2, 1) (-2, 0) (-2, -1)
Hier ist meine Lösung (in Python):
def spiral(X, Y):
x = y = 0
dx = 0
dy = -1
for i in range(max(X, Y)**2):
if (-X/2 < x <= X/2) and (-Y/2 < y <= Y/2):
print (x, y)
# DO STUFF...
if x == y or (x < 0 and x == -y) or (x > 0 and x == 1-y):
dx, dy = -dy, dx
x, y = x+dx, y+dy
C++ jemand? Schnelle Übersetzung aus Python, der Vollständigkeit halber veröffentlicht
void Spiral( int X, int Y){
int x,y,dx,dy;
x = y = dx =0;
dy = -1;
int t = std::max(X,Y);
int maxI = t*t;
for(int i =0; i < maxI; i++){
if ((-X/2 <= x) && (x <= X/2) && (-Y/2 <= y) && (y <= Y/2)){
// DO STUFF...
}
if( (x == y) || ((x < 0) && (x == -y)) || ((x > 0) && (x == 1-y))){
t = dx;
dx = -dy;
dy = t;
}
x += dx;
y += dy;
}
}
let x = 0
let y = 0
let d = 1
let m = 1
while true
while 2 * x * d < m
print(x, y)
x = x + d
while 2 * y * d < m
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
m = m + 1
Es gibt viele Lösungsvorschläge für dieses Problem, die in verschiedenen Programmiersprachen verfasst wurden, jedoch scheinen sie alle auf demselben verschachtelten Ansatz zu beruhen. Ich werde auf das allgemeinere Problem der Berechnung einer Spirale eingehen, die durch Induktion kurz ausgedrückt werden kann.
Grundgehäuse: Beginnen Sie bei (0, 0), bewegen Sie sich 1 Feld vorwärts, biegen Sie links ab, bewegen Sie sich 1 Feld vorwärts, biegen Sie links ab. Induktiver Schritt: Bewegen Sie sich n + 1 Quadrate vorwärts, drehen Sie sich nach links, bewegen Sie sich n + 1 Quadrate vorwärts, drehen Sie sich nach links.
Die mathematische Eleganz, dieses Problem auszudrücken, legt nahe, dass es einen einfachen Algorithmus geben sollte, um die Lösung zu berechnen. Aus Gründen der Abstraktion habe ich mich entschieden, den Algorithmus nicht in einer bestimmten Programmiersprache, sondern als Pseudocode zu implementieren.
Zuerst werde ich einen Algorithmus betrachten, um nur 2 Iterationen der Spirale unter Verwendung von 4 Paaren von while-Schleifen zu berechnen. Die Struktur jedes Paares ist ähnlich und doch für sich verschieden. Dies mag zunächst verrückt erscheinen (manche Schleifen werden nur einmal ausgeführt), aber Schritt für Schritt werde ich Transformationen durchführen, bis wir zu 4 Paar Schleifen kommen, die identisch sind und daher durch ein einzelnes Paar innerhalb einer anderen Schleife ersetzt werden können. Dadurch erhalten wir eine allgemeine Lösung für die Berechnung von Iterationen ohne Verwendung von Bedingungen.
let x = 0
let y = 0
//RIGHT, UP
while x < 1
print(x, y)
x = x + 1
while y < 1
print(x, y)
y = y + 1
//LEFT, LEFT, DOWN, DOWN
while x > -1
print(x, y)
x = x - 1
while y > -1
print(x, y)
y = y - 1
//RIGHT, RIGHT, RIGHT, UP, UP, UP
while x < 2
print(x, y)
x = x + 1
while y < 2
print(x, y)
y = y + 1
//LEFT, LEFT, LEFT, LEFT, DOWN, DOWN, DOWN, DOWN
while x > -2
print(x, y)
x = x - 1
while y > -2
print(x, y)
y = y - 1
Die erste Transformation, die wir durchführen werden, ist die Einführung einer neuen Variablen d für direction, die entweder den Wert +1 oder -1 enthält. Die Richtung wechselt nach jedem Schleifenpaar. Da wir den Wert von d an allen Punkten kennen, können wir jede Seite jeder Ungleichung damit multiplizieren, die Richtung der Ungleichung entsprechend anpassen und alle Multiplikationen von d mit einer Konstanten zu einer anderen Konstanten vereinfachen. Dies lässt uns mit den folgenden.
let x = 0
let y = 0
let d = 1
//RIGHT, UP
while x * d < 1
print(x, y)
x = x + d
while y * d < 1
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
//LEFT, LEFT, DOWN, DOWN
while x * d < 1
print(x, y)
x = x + d
while y * d < 1
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
//RIGHT, RIGHT, RIGHT, UP, UP, UP
while x * d < 2
print(x, y)
x = x + d
while y * d < 2
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
//LEFT, LEFT, LEFT, LEFT, DOWN, DOWN, DOWN, DOWN
while x * d < 2
print(x, y)
x = x + d
while y * d < 2
print(x, y)
y = y + d
Nun stellen wir fest, dass sowohl x * d als auch RHS Ganzzahlen sind, sodass wir jeden realen Wert zwischen 0 und 1 von RHS subtrahieren können, ohne das Ergebnis der Ungleichung zu beeinflussen. Wir subtrahieren 0,5 von den Ungleichungen jedes zweiten Paares von while-Schleifen, um mehr von einem Muster zu erhalten.
let x = 0
let y = 0
let d = 1
//RIGHT, UP
while x * d < 0.5
print(x, y)
x = x + d
while y * d < 0.5
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
//LEFT, LEFT, DOWN, DOWN
while x * d < 1
print(x, y)
x = x + d
while y * d < 1
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
//RIGHT, RIGHT, RIGHT, UP, UP, UP
while x * d < 1.5
print(x, y)
x = x + d
while y * d < 1.5
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
//LEFT, LEFT, LEFT, LEFT, DOWN, DOWN, DOWN, DOWN
while x * d < 2
print(x, y)
x = x + d
while y * d < 2
print(x, y)
y = y + d
Wir können jetzt eine weitere Variable m für die Anzahl der Schritte einführen, die wir bei jedem Paar von while-Schleifen ausführen.
let x = 0
let y = 0
let d = 1
let m = 0.5
//RIGHT, UP
while x * d < m
print(x, y)
x = x + d
while y * d < m
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
m = m + 0.5
//LEFT, LEFT, DOWN, DOWN
while x * d < m
print(x, y)
x = x + d
while y * d < m
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
m = m + 0.5
//RIGHT, RIGHT, RIGHT, UP, UP, UP
while x * d < m
print(x, y)
x = x + d
while y * d < m
print(x, y)
y = y + d
d = -1 * d
m = m + 0.5
//LEFT, LEFT, LEFT, LEFT, DOWN, DOWN, DOWN, DOWN
while x * d < m
print(x, y)
x = x + d
while y * d < m
print(x, y)
y = y + d
Schließlich sehen wir, dass die Struktur jedes Paares von while-Schleifen identisch ist und auf eine einzelne Schleife innerhalb einer anderen Schleife reduziert werden kann. Um die Verwendung von reellen Zahlen zu vermeiden, habe ich den Anfangswert von m multipliziert. der Wert m wird um erhöht; und beide Seiten jeder Ungleichung um 2.
Dies führt zu der am Anfang dieser Antwort gezeigten Lösung.
Ich liebe Pythons Generatoren.
def spiral(N, M):
x,y = 0,0
dx, dy = 0, -1
for dumb in xrange(N*M):
if abs(x) == abs(y) and [dx,dy] != [1,0] or x>0 and y == 1-x:
dx, dy = -dy, dx # corner, change direction
if abs(x)>N/2 or abs(y)>M/2: # non-square
dx, dy = -dy, dx # change direction
x, y = -y+dx, x+dy # jump
yield x, y
x, y = x+dx, y+dy
Testen mit:
print 'Spiral 3x3:'
for a,b in spiral(3,3):
print (a,b),
print '\n\nSpiral 5x3:'
for a,b in spiral(5,3):
print (a,b),
Du erhältst:
Spiral 3x3:
(0, 0) (1, 0) (1, 1) (0, 1) (-1, 1) (-1, 0) (-1, -1) (0, -1) (1, -1)
Spiral 5x3:
(0, 0) (1, 0) (1, 1) (0, 1) (-1, 1) (-1, 0) (-1, -1) (0, -1) (1, -1) (2, -1) (2, 0) (2, 1) (-2, 1) (-2, 0) (-2, -1)
Hier ist eine O(1) Lösung, um die Position in einer quadratischen Spirale zu finden: Geige
function spiral(n) {
// given n an index in the squared spiral
// p the sum of point in inner square
// a the position on the current square
// n = p + a
var r = Math.floor((Math.sqrt(n + 1) - 1) / 2) + 1;
// compute radius : inverse arithmetic sum of 8+16+24+...=
var p = (8 * r * (r - 1)) / 2;
// compute total point on radius -1 : arithmetic sum of 8+16+24+...
var en = r * 2;
// points by face
var a = (1 + n - p) % (r * 8);
// compute de position and shift it so the first is (-r,-r) but (-r+1,-r)
// so square can connect
var pos = [0, 0, r];
switch (Math.floor(a / (r * 2))) {
// find the face : 0 top, 1 right, 2, bottom, 3 left
case 0:
{
pos[0] = a - r;
pos[1] = -r;
}
break;
case 1:
{
pos[0] = r;
pos[1] = (a % en) - r;
}
break;
case 2:
{
pos[0] = r - (a % en);
pos[1] = r;
}
break;
case 3:
{
pos[0] = -r;
pos[1] = r - (a % en);
}
break;
}
console.log("n : ", n, " r : ", r, " p : ", p, " a : ", a, " --> ", pos);
return pos;
}
Java-Spirale "Code Golf" -Versuch, basierend auf der C++ - Variante.
public static void Spiral(int X, int Y) {
int x=0, y=0, dx = 0, dy = -1;
int t = Math.max(X,Y);
int maxI = t*t;
for (int i=0; i < maxI; i++){
if ((-X/2 <= x) && (x <= X/2) && (-Y/2 <= y) && (y <= Y/2)) {
System.out.println(x+","+y);
//DO STUFF
}
if( (x == y) || ((x < 0) && (x == -y)) || ((x > 0) && (x == 1-y))) {
t=dx; dx=-dy; dy=t;
}
x+=dx; y+=dy;
}
}
Hier ist eine C++ - Lösung, die zeigt, dass Sie die nächsten (x, y) Koordinaten direkt und einfach aus den vorherigen berechnen können - ohne die aktuelle Richtung, den Radius oder etwas anderes verfolgen zu müssen:
void spiral(const int M, const int N)
{
// Generate an Ulam spiral centered at (0, 0).
int x = 0;
int y = 0;
int end = max(N, M) * max(N, M);
for(int i = 0; i < end; ++i)
{
// Translate coordinates and mask them out.
int xp = x + N / 2;
int yp = y + M / 2;
if(xp >= 0 && xp < N && yp >= 0 && yp < M)
cout << xp << '\t' << yp << '\n';
// No need to track (dx, dy) as the other examples do:
if(abs(x) <= abs(y) && (x != y || x >= 0))
x += ((y >= 0) ? 1 : -1);
else
y += ((x >= 0) ? -1 : 1);
}
}
Wenn Sie lediglich versuchen, die ersten N Punkte in der Spirale zu generieren (ohne die Beschränkung des ursprünglichen Problems auf eine N x M-Region), wird der Code sehr einfach:
void spiral(const int N)
{
int x = 0;
int y = 0;
for(int i = 0; i < N; ++i)
{
cout << x << '\t' << y << '\n';
if(abs(x) <= abs(y) && (x != y || x >= 0))
x += ((y >= 0) ? 1 : -1);
else
y += ((x >= 0) ? -1 : 1);
}
}
Der Trick besteht darin, dass Sie x und y vergleichen können, um zu bestimmen, auf welcher Seite des Quadrats Sie sich befinden.
TDD in Java.
SpiralTest.Java:
import Java.awt.Point;
import Java.util.List;
import junit.framework.TestCase;
public class SpiralTest extends TestCase {
public void test3x3() throws Exception {
assertEquals("(0, 0) (1, 0) (1, 1) (0, 1) (-1, 1) (-1, 0) (-1, -1) (0, -1) (1, -1)", strung(new Spiral(3, 3).spiral()));
}
public void test5x3() throws Exception {
assertEquals("(0, 0) (1, 0) (1, 1) (0, 1) (-1, 1) (-1, 0) (-1, -1) (0, -1) (1, -1) (2, -1) (2, 0) (2, 1) (-2, 1) (-2, 0) (-2, -1)",
strung(new Spiral(5, 3).spiral()));
}
private String strung(List<Point> points) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (Point point : points)
sb.append(strung(point));
return sb.toString().trim();
}
private String strung(Point point) {
return String.format("(%s, %s) ", point.x, point.y);
}
}
Spiral.Java:
import Java.awt.Point;
import Java.util.ArrayList;
import Java.util.List;
public class Spiral {
private enum Direction {
E(1, 0) {Direction next() {return N;}},
N(0, 1) {Direction next() {return W;}},
W(-1, 0) {Direction next() {return S;}},
S(0, -1) {Direction next() {return E;}},;
private int dx;
private int dy;
Point advance(Point point) {
return new Point(point.x + dx, point.y + dy);
}
abstract Direction next();
Direction(int dx, int dy) {
this.dx = dx;
this.dy = dy;
}
};
private final static Point Origin = new Point(0, 0);
private final int width;
private final int height;
private Point point;
private Direction direction = Direction.E;
private List<Point> list = new ArrayList<Point>();
public Spiral(int width, int height) {
this.width = width;
this.height = height;
}
public List<Point> spiral() {
point = Origin;
int steps = 1;
while (list.size() < width * height) {
advance(steps);
advance(steps);
steps++;
}
return list;
}
private void advance(int n) {
for (int i = 0; i < n; ++i) {
if (inBounds(point))
list.add(point);
point = direction.advance(point);
}
direction = direction.next();
}
private boolean inBounds(Point p) {
return between(-width / 2, width / 2, p.x) && between(-height / 2, height / 2, p.y);
}
private static boolean between(int low, int high, int n) {
return low <= n && n <= high;
}
}
Hier ist meine Lösung (In Ruby)
def spiral(xDim, yDim)
sx = xDim / 2
sy = yDim / 2
cx = cy = 0
direction = distance = 1
yield(cx,cy)
while(cx.abs <= sx || cy.abs <= sy)
distance.times { cx += direction; yield(cx,cy) if(cx.abs <= sx && cy.abs <= sy); }
distance.times { cy += direction; yield(cx,cy) if(cx.abs <= sx && cy.abs <= sy); }
distance += 1
direction *= -1
end
end
spiral(5,3) { |x,y|
print "(#{x},#{y}),"
}
Haskell, treffen Sie Ihre Wahl:
spiral x y = (0, 0) : concatMap ring [1 .. max x' y'] where
ring n | n > x' = left x' n ++ right x' (-n)
ring n | n > y' = up n y' ++ down (-n) y'
ring n = up n n ++ left n n ++ down n n ++ right n n
up x y = [(x, n) | n <- [1-y .. y]]; down = (.) reverse . up
right x y = [(n, y) | n <- [1-x .. x]]; left = (.) reverse . right
(x', y') = (x `div` 2, y `div` 2)
spiral x y = filter (\(x',y') -> 2*abs x' <= x && 2*abs y' <= y) .
scanl (\(a,b) (c,d) -> (a+c,b+d)) (0,0) $
concat [ (:) (1,0) . tail
$ concatMap (replicate n) [(0,1),(-1,0),(0,-1),(1,0)]
| n <- [2,4..max x y] ]
Ich besitze eine Open-Source-Bibliothek pixelscan, die eine python Bibliothek enthält Funktionen zum Scannen von Pixeln in einem Raster in einer Vielzahl von räumlichen Mustern. Dazu gehören räumliche Muster wie kreisförmige Muster, Ringe, Raster, Schlangen und zufällige Bewegungen. Es gibt auch verschiedene Transformationen (z. B. Ausschneiden, Austauschen, Drehen, Verschieben) Problem kann wie folgt gelöst werden
for x, y in clip(swap(ringscan(0, 0, 0, 2)), miny=-1, maxy=1):
print x, y
was die Punkte ergibt
(0,0) (1,0) (1,1) (0,1) (-1,1) (-1,0) (-1,-1) (0,-1) (1,-1) (2,0) (2,1) (-2,1) (-2,0)
(-2,-1) (2,-1)
Die Bibliotheksgeneratoren und -transformationen können verkettet werden, um die Punkte in einer Vielzahl von Reihenfolgen und räumlichen Mustern zu ändern.
Dies ist eine etwas andere Version, bei der versucht wird, recursion und iterators in LUA zu verwenden. Bei jedem Schritt steigt das Programm in der Matrix weiter ab und durchläuft Schleifen. Ich habe auch ein zusätzliches Flag zu spiral clockwise oder anticlockwise hinzugefügt. Die Ausgabe beginnt an den unteren rechten Ecken und wird rekursiv in Richtung der Mitte wiederholt.
local row, col, clockwise
local SpiralGen
SpiralGen = function(loop) -- Generator of elements in one loop
local startpos = { x = col - loop, y = row - loop }
local IteratePosImpl = function() -- This function calculates returns the cur, next position in a loop. If called without check, it loops infinitely
local nextpos = {x = startpos.x, y = startpos.y}
local step = clockwise and {x = 0, y = -1} or { x = -1, y = 0 }
return function()
curpos = {x = nextpos.x, y = nextpos.y}
nextpos.x = nextpos.x + step.x
nextpos.y = nextpos.y + step.y
if (((nextpos.x == loop or nextpos.x == col - loop + 1) and step.y == 0) or
((nextpos.y == loop or nextpos.y == row - loop + 1) and step.x == 0)) then --Hit a corner in the loop
local tempstep = {x = step.x, y = step.y}
step.x = clockwise and tempstep.y or -tempstep.y
step.y = clockwise and -tempstep.x or tempstep.x
-- retract next step with new step
nextpos.x = curpos.x + step.x
nextpos.y = curpos.y + step.y
end
return curpos, nextpos
end
end
local IteratePos = IteratePosImpl() -- make an instance
local curpos, nextpos = IteratePos()
while (true) do
if(nextpos.x == startpos.x and nextpos.y == startpos.y) then
coroutine.yield(curpos)
SpiralGen(loop+1) -- Go one step inner, since we're done with this loop
break -- done with inner loop, get out
else
if(curpos.x < loop + 1 or curpos.x > col - loop or curpos.y < loop + 1 or curpos.y > row - loop) then
break -- done with all elemnts, no place to loop further, break out of recursion
else
local curposL = {x = curpos.x, y = curpos.y}
curpos, nextpos = IteratePos()
coroutine.yield(curposL)
end
end
end
end
local Spiral = function(rowP, colP, clockwiseP)
row = rowP
col = colP
clockwise = clockwiseP
return coroutine.wrap(function() SpiralGen(0) end) -- make a coroutine that returns all the values as an iterator
end
--test
for pos in Spiral(10,2,true) do
print (pos.y, pos.x)
end
for pos in Spiral(10,9,false) do
print (pos.y, pos.x)
end
Hier ist eine Antwort in Julia: Mein Ansatz ist es, die Punkte in konzentrischen Quadraten ('Spiralen') um den Ursprung (0,0) Zuzuweisen, wobei jedes Quadrat eine Seitenlänge m = 2n + 1 Hat, um ein geordnetes Wörterbuch mit zu erstellen Positionsnummern (beginnend mit 1 für den Ursprung) als Schlüssel und die entsprechende Koordinate als Wert.
Da die maximale Position pro Spirale bei (n,-n) Liegt, können Sie den Rest der Punkte finden, indem Sie einfach von diesem Punkt aus rückwärts arbeiten, dh von der rechten unteren Ecke aus um m-1 Einheiten, und dann die Schritte wiederholen senkrecht 3 Segmente von m-1 Einheiten.
Dieser Prozess wird unten in umgekehrter Reihenfolge geschrieben, entsprechend dem Ablauf der Spirale anstelle dieses Rückwärtszählprozesses, dh das Segment ra [rechts aufsteigend] wird um 3(m+1) dekrementiert, dann la [aufsteigend verlassen] von 2(m+1) und so weiter - hoffentlich ist dies selbsterklärend.
import DataStructures: OrderedDict, merge
function spiral(loc::Int)
s = sqrt(loc-1) |> floor |> Int
if s % 2 == 0
s -= 1
end
s = (s+1)/2 |> Int
return s
end
function perimeter(n::Int)
n > 0 || return OrderedDict([1,[0,0]])
m = 2n + 1 # width/height of the spiral [square] indexed by n
# loc_max = m^2
# loc_min = (2n-1)^2 + 1
ra = [[m^2-(y+3m-3), [n,n-y]] for y in (m-2):-1:0]
la = [[m^2-(y+2m-2), [y-n,n]] for y in (m-2):-1:0]
ld = [[m^2-(y+m-1), [-n,y-n]] for y in (m-2):-1:0]
rd = [[m^2-y, [n-y,-n]] for y in (m-2):-1:0]
return OrderedDict(vcat(ra,la,ld,rd))
end
function walk(n)
cds = OrderedDict(1 => [0,0])
n > 0 || return cds
for i in 1:n
cds = merge(cds, perimeter(i))
end
return cds
end
Wenn Sie also für Ihr erstes Beispiel m = 3 In die Gleichung einfügen, um n zu finden, erhalten Sie n = (5-1)/2 = 2, und walk(2) gibt ein geordnetes Verzeichnis von Orten für Koordinaten an, in das Sie sich verwandeln können Nur ein Array von Koordinaten, indem Sie auf das Feld vals des Wörterbuchs zugreifen:
walk(2)
DataStructures.OrderedDict{Any,Any} with 25 entries:
1 => [0,0]
2 => [1,0]
3 => [1,1]
4 => [0,1]
⋮ => ⋮
[(co[1],co[2]) for co in walk(2).vals]
25-element Array{Tuple{Int64,Int64},1}:
(0,0)
(1,0)
⋮
(1,-2)
(2,-2)
Beachten Sie, dass für einige Funktionen [z. norm] Es kann vorzuziehen sein, die Koordinaten in Arrays zu belassen, anstatt Tuple{Int,Int}, aber hier ändere ich sie wie gewünscht in Tupel - (x,y) - unter Verwendung des Listenverständnisses.
Der Kontext für die "Unterstützung" einer nicht quadratischen Matrix ist nicht angegeben (beachten Sie, dass diese Lösung die Werte außerhalb des Rasters berechnet), aber wenn Sie nur den Bereich x nach y (hier für x=5, y=3) nach Berechnung der vollen Spirale dann intersect diese Matrix gegen die Werte von walk.
grid = [[x,y] for x in -2:2, y in -1:1]
5×3 Array{Array{Int64,1},2}:
[-2,-1] [-2,0] [-2,1]
⋮ ⋮ ⋮
[2,-1] [2,0] [2,1]
[(co[1],co[2]) for co in intersect(walk(2).vals, grid)]
15-element Array{Tuple{Int64,Int64},1}:
(0,0)
(1,0)
⋮
(-2,0)
(-2,-1)
Dies ist in C.
Ich habe zufällig schlechte Variablennamen gewählt. In den Namen T == oben, L == links, B == unten, R == rechts. Also, tli ist oben links i und brj ist unten rechts j.
#include<stdio.h>
typedef enum {
TLTOR = 0,
RTTOB,
BRTOL,
LBTOT
} Direction;
int main() {
int arr[][3] = {{1,2,3},{4,5,6}, {7,8,9}, {10,11,12}};
int tli = 0, tlj = 0, bri = 3, brj = 2;
int i;
Direction d = TLTOR;
while (tli < bri || tlj < brj) {
switch (d) {
case TLTOR:
for (i = tlj; i <= brj; i++) {
printf("%d ", arr[tli][i]);
}
tli ++;
d = RTTOB;
break;
case RTTOB:
for (i = tli; i <= bri; i++) {
printf("%d ", arr[i][brj]);
}
brj --;
d = BRTOL;
break;
case BRTOL:
for (i = brj; i >= tlj; i--) {
printf("%d ", arr[bri][i]);
}
bri --;
d = LBTOT;
break;
case LBTOT:
for (i = bri; i >= tli; i--) {
printf("%d ", arr[i][tlj]);
}
tlj ++;
d = TLTOR;
break;
}
}
if (tli == bri == tlj == brj) {
printf("%d\n", arr[tli][tlj]);
}
}
Hier ist eine Lösung in Python 3 zum Drucken aufeinanderfolgender ganzer Zahlen in einer Spirale im und gegen den Uhrzeigersinn.
import math
def sp(n): # spiral clockwise
a=[[0 for x in range(n)] for y in range(n)]
last=1
for k in range(n//2+1):
for j in range(k,n-k):
a[k][j]=last
last+=1
for i in range(k+1,n-k):
a[i][j]=last
last+=1
for j in range(n-k-2,k-1,-1):
a[i][j]=last
last+=1
for i in range(n-k-2,k,-1):
a[i][j]=last
last+=1
s=int(math.log(n*n,10))+2 # compute size of cell for printing
form="{:"+str(s)+"}"
for i in range(n):
for j in range(n):
print(form.format(a[i][j]),end="")
print("")
sp(3)
# 1 2 3
# 8 9 4
# 7 6 5
sp(4)
# 1 2 3 4
# 12 13 14 5
# 11 16 15 6
# 10 9 8 7
def sp_cc(n): # counterclockwise
a=[[0 for x in range(n)] for y in range(n)]
last=1
for k in range(n//2+1):
for j in range(n-k-1,k-1,-1):
a[n-k-1][j]=last
last+=1
for i in range(n-k-2,k-1,-1):
a[i][j]=last
last+=1
for j in range(k+1,n-k):
a[i][j]=last
last+=1
for i in range(k+1,n-k-1):
a[i][j]=last
last+=1
s=int(math.log(n*n,10))+2 # compute size of cell for printing
form="{:"+str(s)+"}"
for i in range(n):
for j in range(n):
print(form.format(a[i][j]),end="")
print("")
sp_cc(5)
# 9 10 11 12 13
# 8 21 22 23 14
# 7 20 25 24 15
# 6 19 18 17 16
# 5 4 3 2 1
Erklärung
Eine Spirale besteht aus konzentrischen Quadraten, zum Beispiel sieht ein 5x5-Quadrat mit Drehung im Uhrzeigersinn so aus:
5x5 3x3 1x1
>>>>>
^ v >>>
^ v + ^ v + >
^ v <<<
<<<<v
(>>>>> bedeutet "5-mal nach rechts gehen" oder Spaltenindex 5-mal erhöhen, v bedeutet nach unten gehen oder Zeilenindex erhöhen, usw.)
Alle Quadrate sind bis zu ihrer Größe gleich, ich habe mich über die konzentrischen Quadrate geschleift.
Für jedes Quadrat hat der Code vier Schleifen (eine für jede Seite), in jeder Schleife erhöhen oder verringern wir den Spalten- oder Zeilenindex. Wenn i der Zeilenindex und j der Spaltenindex ist, kann ein 5x5-Quadrat wie folgt erstellt werden: - Erhöhen von j von 0 auf 4 (5-mal) - Erhöhen von i von 1 auf 4 (4-mal) - Verringern von j von 3 auf 0 (4-mal) - Verringern von i von 3 auf 1 (3-mal)
Für die nächsten Quadrate (3x3 und 1x1) machen wir dasselbe, aber verschieben den Anfangs- und den Endindex entsprechend. Ich habe einen Index k für jedes konzentrische Quadrat verwendet, es gibt n // 2 + 1 konzentrische Quadrate.
Zum Schluss noch ein bisschen Mathe zum hübschen Drucken.
m die Indizes zu drucken:
def spi_cc(n): # counter-clockwise
a=[[0 for x in range(n)] for y in range(n)]
ind=[]
last=n*n
for k in range(n//2+1):
for j in range(n-k-1,k-1,-1):
ind.append((n-k-1,j))
for i in range(n-k-2,k-1,-1):
ind.append((i,j))
for j in range(k+1,n-k):
ind.append((i,j))
for i in range(k+1,n-k-1):
ind.append((i,j))
print(ind)
spi_cc(5)
Hier ist C #, Linq'ish.
public static class SpiralCoords
{
public static IEnumerable<Tuple<int, int>> GenerateOutTo(int radius)
{
//TODO trap negative radius. 0 is ok.
foreach(int r in Enumerable.Range(0, radius + 1))
{
foreach(Tuple<int, int> coord in GenerateRing(r))
{
yield return coord;
}
}
}
public static IEnumerable<Tuple<int, int>> GenerateRing(int radius)
{
//TODO trap negative radius. 0 is ok.
Tuple<int, int> currentPoint = Tuple.Create(radius, 0);
yield return Tuple.Create(currentPoint.Item1, currentPoint.Item2);
//move up while we can
while (currentPoint.Item2 < radius)
{
currentPoint.Item2 += 1;
yield return Tuple.Create(currentPoint.Item1, currentPoint.Item2);
}
//move left while we can
while (-radius < currentPoint.Item1)
{
currentPoint.Item1 -=1;
yield return Tuple.Create(currentPoint.Item1, currentPoint.Item2);
}
//move down while we can
while (-radius < currentPoint.Item2)
{
currentPoint.Item2 -= 1;
yield return Tuple.Create(currentPoint.Item1, currentPoint.Item2);
}
//move right while we can
while (currentPoint.Item1 < radius)
{
currentPoint.Item1 +=1;
yield return Tuple.Create(currentPoint.Item1, currentPoint.Item2);
}
//move up while we can
while (currentPoint.Item2 < -1)
{
currentPoint.Item2 += 1;
yield return Tuple.Create(currentPoint.Item1, currentPoint.Item2);
}
}
}
Das erste Beispiel der Frage (3x3) wäre:
var coords = SpiralCoords.GenerateOutTo(1);
Das zweite Beispiel der Frage (5x3) wäre:
var coords = SpiralCoords.GenerateOutTo(2).Where(x => abs(x.Item2) < 2);
Hier ist eine iterative JavaScript (ES6) -Lösung für dieses Problem:
let spiralMatrix = (x, y, step, count) => {
let distance = 0;
let range = 1;
let direction = 'up';
for ( let i = 0; i < count; i++ ) {
console.log('x: '+x+', y: '+y);
distance++;
switch ( direction ) {
case 'up':
y += step;
if ( distance >= range ) {
direction = 'right';
distance = 0;
}
break;
case 'right':
x += step;
if ( distance >= range ) {
direction = 'bottom';
distance = 0;
range += 1;
}
break;
case 'bottom':
y -= step;
if ( distance >= range ) {
direction = 'left';
distance = 0;
}
break;
case 'left':
x -= step;
if ( distance >= range ) {
direction = 'up';
distance = 0;
range += 1;
}
break;
default:
break;
}
}
}
So verwenden Sie es:
spiralMatrix(0, 0, 1, 100);
Dies erzeugt eine nach außen gerichtete Spirale, beginnend bei den Koordinaten (x = 0, y = 0) mit dem Schritt 1 und einer Gesamtanzahl von Elementen von 100. Die Implementierung startet die Bewegung immer in der folgenden Reihenfolge - oben, rechts, unten, links.
Bitte beachten Sie, dass diese Implementierung quadratische Matrizen erzeugt.
Dies ist eine Python/Numpy-Lösung, die jedes Rechteck mit einer Spirale füllt. Es löst ein etwas anderes Problem als die ursprüngliche Frage, aber genau das habe ich gebraucht.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def spiral(m, n):
M = np.zeros([m, n], dtype=int)
i, j = 0, 0 # location of "turtle"
di, dj = 0, 1 # direction of movement
h = (np.min([m,n]))/2
for ii in range(m * n):
M[i, j] = ii
if (i < h and (i == j+1 or i+1 == n-j)) or (i >= m-h and (m-i == n-j or m-i == j+1)):
di, dj = dj, -di # turn clockwise
i, j = i + di, j + dj
return M
plt.imshow(spiral(16, 24))
Ich habe dieses mit einem Freund gemacht, der die Spirale an das Seitenverhältnis der Leinwand in Javascript anpasst. Die beste Lösung für eine pixelweise Bildentwicklung, die das gesamte Bild ausfüllt.
Hoffe es hilft jemandem.
var width = 150;
var height = 50;
var x = -(width - height)/2;
var y = 0;
var dx = 1;
var dy = 0;
var x_limit = (width - height)/2;
var y_limit = 0;
var counter = 0;
var canvas = document.getElementById("canvas");
var ctx = canvas.getContext('2d');
setInterval(function(){
if ((-width/2 < x && x <= width/2) && (-height/2 < y && y <= height/2)) {
console.log("[ " + x + " , " + y + " ]");
ctx.fillStyle = "#FF0000";
ctx.fillRect(width/2 + x, height/2 - y,1,1);
}
if( dx > 0 ){//Dir right
if(x > x_limit){
dx = 0;
dy = 1;
}
}
else if( dy > 0 ){ //Dir up
if(y > y_limit){
dx = -1;
dy = 0;
}
}
else if(dx < 0){ //Dir left
if(x < (-1 * x_limit)){
dx = 0;
dy = -1;
}
}
else if(dy < 0) { //Dir down
if(y < (-1 * y_limit)){
dx = 1;
dy = 0;
x_limit += 1;
y_limit += 1;
}
}
counter += 1;
//alert (counter);
x += dx;
y += dy;
}, 1);
Sie können sehen, dass es funktioniert http://jsfiddle.net/hitbyatruck/c4Kd6/ . Stellen Sie lediglich sicher, dass Sie die Breite und Höhe der Zeichenfläche in den Javascript-Versionen und in den HTML-Attributen ändern.
Here is my attempt for simple C solution. First print the outer spiral and move one block inside..and repeat.
#define ROWS 5
#define COLS 5
//int A[ROWS][COLS] = { {1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {11, 12, 13, 14}, {15, 16, 17, 18} };
//int A[ROWS][COLS] = { {1, 2, 3}, {6, 7, 8}, { 12, 13, 14} };
//int A[ROWS][COLS] = { {1, 2}, {3, 4}};
int A[ROWS][COLS] = { {1, 2, 3, 4, 5}, {6, 7, 8, 9, 10}, {11, 12, 13, 14, 15} , {16, 17, 18, 19, 20}, {21, 22, 23, 24, 25} };
void print_spiral(int rows, int cols)
{
int row = 0;
int offset = 0;
while (offset < (ROWS - 1)) {
/* print one outer loop at a time. */
for (int col = offset; col <= cols; col++) {
printf("%d ", A[offset][col]);
}
for (row = offset + 1; row <= rows; row++) {
printf("%d ", A[row][cols]);
}
for (int col = cols - 1; col >= offset; col--) {
printf("%d ", A[rows][col]);
}
for (row = rows - 1; row >= offset + 1; row--) {
printf("%d ", A[row][offset]);
}
/* Move one block inside */
offset++;
rows--;
cols--;
}
printf("\n");
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
print_spiral(ROWS-1, COLS-1);
return 0;
}
Dies ist meine sehr, sehr schlechte Lösung, die ich mit minimalen Java-Kenntnissen erstellt habe. Hier muss ich Einheiten spiralförmig auf ein Feld legen. Einheiten können nicht auf andere Einheiten oder auf Berge oder in den Ozean gestellt werden.
m klar zu sein. Dies ist keine gute Lösung. Dies ist eine sehr schlechte Lösung, die zum Spaß anderer Leute hinzugefügt wurde, um darüber zu lachen, wie schlecht es gemacht werden kann.
private void unitPlacementAlgorithm(Position p, Unit u){
int i = p.getRow();
int j = p.getColumn();
int iCounter = 1;
int jCounter = 0;
if (getUnitAt(p) == null) {
unitMap.put(p, u);
} else {
iWhileLoop(i, j, iCounter, jCounter, -1, u);
}
}
private void iWhileLoop(int i, int j, int iCounter, int jCounter, int fortegn, Unit u){
if(iCounter == 3) {
for(int k = 0; k < 3; k++) {
if(k == 2) { //This was added to make the looping stop after 9 units
System.out.println("There is no more room around the city");
return;
}
i--;
if (getUnitAt(new Position(i, j)) == null
&& !(getTileAt(new Position(i, j)).getTypeString().equals(GameConstants.OCEANS))
&& !(getTileAt(new Position(i, j)).getTypeString().equals(GameConstants.MOUNTAINS))) {
unitMap.put(new Position(i, j), u);
return;
}
iCounter--;
}
}
while (iCounter > 0) {
if (fortegn > 0) {
i++;
} else {
i--;
}
if (getUnitAt(new Position(i, j)) == null
&& !(getTileAt(new Position(i, j)).getTypeString().equals(GameConstants.OCEANS))
&& !(getTileAt(new Position(i, j)).getTypeString().equals(GameConstants.MOUNTAINS))) {
unitMap.put(new Position(i, j), u);
return;
}
iCounter--;
jCounter++;
}
fortegn *= -1;
jWhileLoop(i, j, iCounter, jCounter, fortegn, u);
}
private void jWhileLoop(int i, int j, int iCounter, int jCounter,
int fortegn, Unit u) {
while (jCounter > 0) {
if (fortegn > 0) {
j++;
} else {
j--;
}
if (getUnitAt(new Position(i, j)) == null
&& !(getTileAt(new Position(i, j)).getTypeString().equals(GameConstants.OCEANS))
&& !(getTileAt(new Position(i, j)).getTypeString().equals(GameConstants.MOUNTAINS))) {
unitMap.put(new Position(i, j), u);
return;
}
jCounter--;
iCounter++;
if (jCounter == 0) {
iCounter++;
}
}
iWhileLoop(i, j, iCounter, jCounter, fortegn, u);
}
Ein dickes Lob an alle, die dies tatsächlich lesen können
Bonusfrage: Wie lange läuft dieser "Algorithmus"?: P
Python-Loop im Uhrzeigersinn Spiralcode mit Kann Berk Güder antworten .
def spiral(X, Y):
x = y = 0
dx = 0
dy = 1
for i in range(max(X, Y)**2):
if (-X/2 < x <= X/2) and (-Y/2 < y <= Y/2):
print (x, y)
# DO STUFF...
if x == -y or (x < 0 and x == y) or (x > 0 and x-1 == y):
dx, dy = dy, -dx
x, y = x+dx, y+dy
Vor kurzem hatte ich eine ähnliche Herausforderung: Ich musste ein 2D-Array erstellen und einen Spiralmatrix-Algorithmus verwenden, um die Ergebnisse zu sortieren und zu drucken. Dieser C # -Code funktioniert mit einem N, N-2D-Array. Es ist aus Gründen der Übersichtlichkeit ausführlich und kann wahrscheinlich an Ihre Bedürfnisse angepasst werden.
//CREATE A NEW MATRIX OF SIZE 4 ROWS BY 4 COLUMNS - SCALE MATRIX SIZE HERE
SpiralMatrix SM = new SpiralMatrix(4, 4);
string myData = SM.Read();
public class SpiralMatrix
{
//LETS BUILD A NEW MATRIX EVERY TIME WE INSTANTIATE OUR CLASS
public SpiralMatrix(int Rows, int Cols)
{
Matrix = new String[Rows, Cols];
int pos = 1;
for(int r = 0; r<Rows; r++){
for (int c = 0; c < Cols; c++)
{
//POPULATE THE MATRIX WITH THE CORRECT ROW,COL COORDINATE
Matrix[r, c] = pos.ToString();
pos++;
}
}
}
//READ MATRIX
public string Read()
{
int Row = 0;
int Col = 0;
string S = "";
bool isDone = false;
//CHECK tO SEE IF POSITION ZERO IS AVAILABLE
if(PosAvailable(Row, Col)){
S = ConsumePos(Row, Col);
}
//START READING SPIRAL
//THIS BLOCK READS A FULL CYCLE OF RIGHT,DOWN,LEFT,UP EVERY ITERATION
while(!isDone)
{
bool goNext = false;
//READ ALL RIGHT SPACES ON THIS PATH PROGRESSION
while (PosAvailable(Row, Col+1))
{
//Is ReadRight Avail
Col++;
S += ConsumePos(Row, Col);
goNext = true;
}
//READ ALL DOWN SPACES ON THIS PATH PROGRESSION
while(PosAvailable(Row+1, Col)){
//Is ReadDown Avail
Row++;
S += ConsumePos(Row, Col);
goNext = true;
}
//READ ALL LEFT SPACES ON THIS PATH PROGRESSION
while(PosAvailable(Row, Col-1)){
//Is ReadLeft Avail
Col--;
S += ConsumePos(Row, Col);
goNext = true;
}
//READ ALL UP SPACES ON THIS PATH PROGRESSION
while(PosAvailable(Row-1, Col)){
//Is ReadUp Avail
Row--;
S += ConsumePos(Row, Col);
goNext = true;
}
if(!goNext){
//DONE - SET EXIT LOOP FLAG
isDone = true;
}
}
return S;
}
//DETERMINE IF THE POSITION IS AVAILABLE
public bool PosAvailable(int Row, int Col)
{
//MAKE SURE WE ARE WITHIN THE BOUNDS OF THE ARRAY
if (Row < Matrix.GetLength(0) && Row >= 0
&& Col < Matrix.GetLength(1) && Col >= 0)
{
//CHECK COORDINATE VALUE
if (Matrix[Row, Col] != ConsumeChar)
return true;
else
return false;
}
else
{
//WE ARE OUT OF BOUNDS
return false;
}
}
public string ConsumePos(int Row, int Col)
{
string n = Matrix[Row, Col];
Matrix[Row, Col] = ConsumeChar;
return n;
}
public string ConsumeChar = "X";
public string[,] Matrix;
}
Ihre Frage sieht aus wie eine Frage namens Spiral Memory. In diesem Problem wird jedes Quadrat auf dem Gitter in einem Spiralmuster ab der Nummer 1 zugewiesen, die sich am Ursprung befindet. Und dann hochzählen und dabei nach außen rollen. Beispielsweise:
17 16 15 14 13
18 5 4 3 12
19 6 1 2 11
20 7 8 9 10
21 22 23 ---->
Meine Lösung zur Berechnung der Koordinaten jeder Zahl nach diesem Spiralmuster ist unten angegeben:
def spiral_pattern(num):
x = y = 0
for _ in range(num-1):
x, y = find_next(x, y)
yield (x, y)
def find_next(x, y):
"""find the coordinates of the next number"""
if x == 0 and y == 0:
return 1, 0
if abs(x) == abs(y):
if x > 0 and y > 0:
x, y = left(x, y)
Elif x < 0 and y > 0:
x, y = down(x, y)
Elif x < 0 and y < 0:
x, y = right(x, y)
Elif x > 0 and y < 0:
x, y = x+1, y
else:
if x > y and abs(x) > abs(y):
x, y = up(x, y)
Elif x < y and abs(x) < abs(y):
x, y = left(x, y)
Elif x < y and abs(x) > abs(y):
x, y = down(x, y)
Elif x > y and abs(x) < abs(y):
x, y = right(x, y)
return x, y
def up(x, y):
return x, y+1
def down(x, y):
return x, y-1
def left(x, y):
return x-1, y
def right(x, y):
return x+1, y
// PHP Implementierung
function spiral($n) {
$r = intval((sqrt($n + 1) - 1) / 2) + 1;
// compute radius : inverse arithmetic sum of 8+16+24+...=
$p = (8 * $r * ($r - 1)) / 2;
// compute total point on radius -1 : arithmetic sum of 8+16+24+...
$en = $r * 2;
// points by face
$a = (1 + $n - $p) % ($r * 8);
// compute de position and shift it so the first is (-r,-r) but (-r+1,-r)
// so square can connect
$pos = array(0, 0, $r);
switch (intval($a / ($r * 2))) {
// find the face : 0 top, 1 right, 2, bottom, 3 left
case 0:
$pos[0] = $a - $r;
$pos[1] = -$r;
break;
case 1:
$pos[0] = $r;
$pos[1] = ($a % $en) - $r;
break;
case 2:
$pos[0] = $r - ($a % $en);
$pos[1] = $r;
break;
case 3:
$pos[0] = -$r;
$pos[1] = $r - ($a % $en);
break;
}
return $pos;
}
for ($i = 0; $i < 168; $i++) {
echo '<pre>';
print_r(spiral($i));
echo '</pre>';
}
Lösung für AutoIt
#include <Math.au3>
#include <Array.au3>
Func SpiralSearch($xMax,$yMax)
$x = 0
$y = 0
$dx = 0
$dy = -1
for $i=0 To _max($xMax, $yMax)^2-1 Step 1
if -$xMax/2 < $x and $x <= $xMax/2 And -$yMax/2 < $y And $y <= $yMax/2 Then
MsgBox(0, "We are here ", $x & " " & $y)
EndIf
if $x == $y or ($x < 0 and $x == -$y) or ($x > 0 and $x == 1-$y) Then
_ArraySwap ($dx, $dy)
$dx=-$dx
EndIf
$x += $dx
$y += $dy
Next
EndFunc
C # -Version, auch für nicht quadratische Größen geeignet.
private static Point[] TraverseSpiral(int width, int height) {
int numElements = width * height + 1;
Point[] points = new Point[numElements];
int x = 0;
int y = 0;
int dx = 1;
int dy = 0;
int xLimit = width - 0;
int yLimit = height - 1;
int counter = 0;
int currentLength = 1;
while (counter < numElements) {
points[counter] = new Point(x, y);
x += dx;
y += dy;
currentLength++;
if (dx > 0) {
if (currentLength >= xLimit) {
dx = 0;
dy = 1;
xLimit--;
currentLength = 0;
}
} else if (dy > 0) {
if (currentLength >= yLimit) {
dx = -1;
dy = 0;
yLimit--;
currentLength = 0;
}
} else if (dx < 0) {
if (currentLength >= xLimit) {
dx = 0;
dy = -1;
xLimit--;
currentLength = 0;
}
} else if (dy < 0) {
if (currentLength >= yLimit) {
dx = 1;
dy = 0;
yLimit--;
currentLength = 0;
}
}
counter++;
}
Array.Reverse(points);
return points;
}
Dies ist mein Ansatz für eine quadratische Spirale in c #, den ich vor einiger Zeit gemacht habe. Ich dachte nur, ich könnte sie hinzufügen, da sie sich von allen anderen unterscheidet, nicht die beste, sondern nur eine andere Art und Weise. Ich bin sicher, es kann sein auch für ein Nichtquadrat geeignet.
Bei diesem Ansatz nehme ich die maximale Anzahl von Schritten anstelle des maximalen Vektors tho.
Die Hauptsache bei diesem Ansatz sind die Ecken, es gibt einige Anpassungen für den ersten Schritt und den "Fortschritts" -Schritt, der erforderlich ist, um die "Ecke" in der rechten unteren Ecke zu verlassen.
private void Spiral(int sequence)
{
const int x = 0;
const int y = 1;
int[,] matrix = new int[2, sequence];
int dirX, dirY, prevX, prevY, curr;
dirX = dirY = prevX = prevY = curr = default(int);
do
{
if (curr > 0)
{
prevX = matrix[x, curr - 1];
prevY = matrix[y, curr - 1];
}
//Change direction based on the corner.
if (Math.Abs(prevX) == Math.Abs(prevY) && curr > 0)
{
dirX = dirY = 0;
if (prevY > 0 && prevX > 0)
dirX = -1;
else if (prevY > 0 && prevX < 0)
dirY = -1;
else if (prevY < 0 && prevX < 0)
dirX = 1;
else if (prevY < 0 && prevX > 0) //Move forward
dirX = 1;
else if (prevY == 0 && prevX == 0) //For the first step.
dirX = 1;
}
else if (prevY < 0 && prevX > 0 && (Math.Abs(matrix[x, curr - 2]) == Math.Abs(matrix[y, curr - 2]))) //Move forward
{
dirX = 0;
dirY = 1;
}
else if (prevX == 1 && prevY == 0) //For the second step.
{
dirY = 1;
dirX = 0;
}
matrix[x, curr] = prevX + dirX;
matrix[y, curr] = prevY + dirY;
System.Console.Write($"({matrix[x, curr]},{matrix[y, curr]}) ");
} while (++curr < sequence);
}
Nur zum Spaß in Javascript:
function spiral(x, y) {
var iy = ix = 0
, hr = (x - 1) / 2
, vr = (y - 1) / 2
, tt = x * y
, matrix = []
, step = 1
, dx = 1
, dy = 0;
while(matrix.length < tt) {
if((ix <= hr && ix >= (hr * -1)) && (iy <= vr && (iy >= (vr * -1)))) {
console.log(ix, iy);
matrix.Push([ix, iy]);
}
ix += dx;
iy += dy;
// check direction
if(dx !== 0) {
// increase step
if(ix === step && iy === (step * -1)) step++;
// horizontal range reached
if(ix === step || (ix === step * -1)) {
dy = (ix === iy)? (dx * -1) : dx;
dx = 0;
}
} else {
// vertical range reached
if(iy === step || (iy === step * -1)) {
dx = (ix === iy)? (dy * -1) : dy;
dy = 0;
}
}
}
return matrix;
}
var sp = spiral(5, 3);
Davidonts ausgezeichnete Lösung in VB.Net
Public Function Spiral(n As Integer) As RowCol
' given n an index in the squared spiral
' p the sum of point in inner square
' a the position on the current square
' n = p + a
' starts with row 0 col -1
Dim r As Integer = CInt(Math.Floor((Math.Sqrt(n + 1) - 1) / 2) + 1)
' compute radius : inverse arithmetic sum of 8+16+24+...=
Dim p As Integer = (8 * r * (r - 1)) \ 2
' compute total point on radius -1 : arithmetic sum of 8+16+24+...
Dim en As Integer = r * 2
' points by face
Dim a As Integer = (1 + n - p) Mod (r * 8)
' compute the position and shift it so the first is (-r,-r) but (-r+1,-r)
' so square can connect
Dim row As Integer
Dim col As Integer
Select Case Math.Floor(a \ (r * 2))
' find the face : 0 top, 1 right, 2, bottom, 3 left
Case 0
row = a - r
col = -r
Case 1
row = r
col = (a Mod en) - r
Case 2
row = r - (a Mod en)
col = r
Case 3
row = -r
col = r - (a Mod en)
End Select
Return New RowCol(row, col)
End Function
Ich teile diesen Code, den ich für einen anderen Zweck entworfen habe. Es geht darum, die Spaltennummer "X" und die Zeilennummer "Y" des Array-Elements @ Spiral-Index "Index" zu finden. Diese Funktion verwendet die Breite "w" und Höhe "h" der Matrix und den erforderlichen "Index". Natürlich kann diese Funktion verwendet werden, um die gleiche erforderliche Ausgabe zu erzeugen. Ich denke, es ist die schnellste Methode (da sie über Zellen springt, anstatt sie zu scannen).
rec BuildSpiralIndex(long w, long h, long index = -1)
{
long count = 0 , x = -1, y = -1, dir = 1, phase=0, pos = 0, length = 0, totallength = 0;
bool isVertical = false;
if(index>=(w*h)) return null;
do
{
isVertical = (count % 2) != 0;
length = (isVertical ? h : w) - count/2 - count%2 ;
totallength += length;
count++;
} while(totallength<index);
count--; w--; h--;
phase = (count / 4); pos = (count%4);
x = (pos > 1 ? phase : w - phase);
y = ((pos == 1 || pos == 2) ? h - phase : phase) + (1 * (pos == 3 ? 1 : 0));
dir = pos > 1 ? -1 : 1;
if (isVertical) y -= (totallength - index - 1) * dir;
else x -= (totallength - index -1) * dir;
return new rec { X = x, Y = y };
}
Dies basiert auf Ihrer eigenen Lösung, aber wir können bei der Suche nach den Ecken intelligenter vorgehen. Dies macht es einfacher zu sehen, wie Sie die Bereiche außerhalb überspringen können, wenn M und N sehr unterschiedlich sind.
def spiral(X, Y):
x = y = 0
dx = 0
dy = -1
s=0
ds=2
for i in range(max(X, Y)**2):
if abs(x) <= X and abs(y) <= Y/2:
print (x, y)
# DO STUFF...
if i==s:
dx, dy = -dy, dx
s, ds = s+ds/2, ds+1
x, y = x+dx, y+dy
und eine generatorbasierte Lösung, die besser ist als O (max (n, m) ^ 2). Es ist O (nm + abs (n-m) ^ 2), weil ganze Streifen übersprungen werden, wenn sie nicht Teil der Lösung sind.
def spiral(X,Y):
X = X+1>>1
Y = Y+1>>1
x = y = 0
d = side = 1
while x<X or y<Y:
if abs(y)<Y:
for x in range(x, x+side, d):
if abs(x)<X: yield x,y
x += d
else:
x += side
if abs(x)<X:
for y in range(y, y+side, d):
if abs(y)<Y: yield x,y
y += d
else:
y += side
d =-d
side = d-side