49.Algorithm Gossip:
奇数魔方阵
说明
将1到n(为奇数)的数字排列在nxn的方阵上,且各行、各列与各对角线的和必须相同,如下所示:
解法
填魔术方阵的方法以奇数最为简单,第一个数字放在第一行第一列的正中央,然后向右(左)上填,如果右(左)上已有数字,则向下填,如下图所示:
一般程序语言的阵列索引多由0开始,为了计算方便,我们利用索引1到n的部份,而在计算是向右(左)上或向下时,我们可以将索引值除以n值,如果得到余数为1就向下,否则就往右(左)上,原理很简单,看看是不是已经在同一列上绕一圈就对了。
#include #include
#define N 5
int main(void) {inti, j, key;int square[N+1][N+1] = {0};
i= 0;
j= (N+1) / 2;for(key = 1; key <= N*N; key++) {if((key % N) == 1)
i++;else{
i--;
j++;
}if(i == 0)
i=N;if(j >N)
j= 1;
square[i][j]=key;
}for(i = 1; i <= N; i++) {for(j = 1; j <= N; j++)
printf("-", square[i][j]);
}return 0;
}
50.Algorithm Gossip: 4N
魔方阵
说明
与 奇数魔术方阵 相同,在于求各行、各列与各对角线的和相等,而这次方阵的维度是4的倍数。
解法
先来看看4X4方阵的解法:
简单的说,就是一个从左上由1依序开始填,但遇对角线不填,另一个由左上由16开始填,但只填在对角线,再将两个合起来就是解答了;如果N大于2,则以
4X4为单位画对角线:
至于对角线的位置该如何判断,有两个公式,有兴趣的可以画图印证看看,如下所示:
左上至右下:j % 4 == i % 4
右上至左下:(j % 4 + i % 4) == 1
#include #include
#define N 8
int main(void) {inti, j;int square[N+1][N+1] = {0};for(j = 1; j <= N; j++) {for(i = 1; i <= N; i++){if(j % 4 == i % 4 || (j % 4 + i % 4) == 1)
square[i][j]= (N+1-i) * N -j + 1;elsesquare[i][j]= (i - 1) * N +j;
}
}for(i = 1; i <= N; i++) {for(j = 1; j <= N; j++)
printf("-", square[i][j]);
printf("\n");
}return 0;
}
51.Algorithm Gossip:
2(2N+1) 魔方阵
说明
方阵的维度整体来看是偶数,但是其实是一个奇数乘以一个偶数,例如6X6,其中6=2X3,我们也称这种方阵与单偶数方阵。
解法
如果您会解奇数魔术方阵,要解这种方阵也就不难理解,首先我们令n=2(2m+1),并将整个方阵看作是数个奇数方阵的组合,如下所示:
首先依序将A、B、C、D四个位置,依奇数方阵的规则填入数字,填完之后,方阵中各行的和就相同了,但列与对角线则否,此时必须在A-D与C-
B之间,作一些对应的调换,规则如下:
将A中每一列(中间列除外)的头m个元素,与D中对应位置的元素调换。
将A的中央列、中央那一格向左取m格,并与D中对应位置对调
将C中每一列的倒数m-1个元素,与B中对应的元素对调
举个实例来说,如何填6X6方阵,我们首先将之分解为奇数方阵,并填入数字,如下所示:
接下来进行互换的动作,互换的元素以不同颜色标示,如下:
由于m-1的数为0,所以在这个例子中,C-B部份并不用进行对调。
#include #include
#define N 6
#define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;}
void magic_o(int [][N], int);void exchange(int [][N], int);int main(void) {int square[N][N] = {0};inti, j;
magic_o(square, N/2);
exchange(square, N);for(i = 0; i < N; i++) {for(j = 0; j < N; j++)
printf("-", square[i][j]);
printf("\n");
}return 0;
}void magic_o(int square[][N], intn) {intcount, row, column;
row= 0;
column= n / 2;for(count = 1; count <= n*n; count++) {
square[row][column]= count; //填A
square[row+n][column+n] = count + n*n; //填B
square[row][column+n] = count + 2*n*n; //填C
square[row+n][column] = count + 3*n*n; //填D
if(count % n == 0)
row++;else{
row= (row == 0) ? n - 1 : row - 1;
column= (column == n-1) ? 0 : column + 1;
}
}
}void exchange(int x[][N], intn) {inti, j;int m = n / 4;int m1 = m - 1;for(i = 0; i < n/2; i++) {if(i !=m) {for(j = 0; j < m; j++) //处理规则 1
SWAP(x[i][j], x[n/2+i][j]);for(j = 0; j < m1; j++) //处理规则 2
SWAP(x[i][n-1-j], x[n/2+i][n-1-j]);
}else { //处理规则 3
for(j = 1; j <= m; j++)
SWAP(x[m][j], x[n/2+m][j]);for(j = 0; j < m1; j++)
SWAP(x[m][n-1-j], x[n/2+m][n-1-j]);
}
}
}