【程序员面试宝典读书笔记】螺旋队列

面试例题:看清以下数字排列的规律,设1点的坐标为(0,0),x方向向右为正,y方向向下为正。例如,7的坐标为(-1,-1),2的坐标为(1,0),3的坐标为(1,1)。编程实现输入任何一点坐标(x,y),输出所对应的数字。


分析:

1、按题目意思建立坐标系,如下图所示:


2、这个队列是顺时针螺旋向外扩展的,可以把它看成以1点为中心一层一层往外延伸。如下图所示:


3、设中间的1为第0层,2到9为第1层,10到25为第3层,依次类推,则:

规律1:第0层最大值为1(12),第1最大值为9(32),第2层最大值为25(52),则第t层最大值为(2*t+1)2

规律2:第0层只有1,坐标x=y=0,第一层坐标满足|x|=1&&|y|<=1或者|y|=1&&|x|<=1,则层数t=max(|x|,|y|)。

规律3:每一层都是一个正方形,且边长为2*t。

根据规律2,知道了层数,我们就知道所求的那点一定在第 t 层上,顺着往下数就是了。要注意的就是螺旋队列数值增长方向和坐标轴正方向并不一定相同。我们可以分成四种情况,分别处于四条边上来分析。

x = t,队列增长方向和 y 轴一致,正东方向(y = 0)数值为 (2t-1)2 + t,所以 u = (2t-1)2 + t + y

y = t,队列增长方向和 x 轴相反,正南方向(x = 0)数值为 (2t-1)2 + 3t,所以 u = (2t-1)2 + 3t - x

x = -t,队列增长方向和 y 轴相反,正西方向(y = 0)数值为 (2t-1)2 + 5t,所以 u = (2t-1) 2 + 5t - y

y = -t,队列增长方向和 x 轴一致,正北方向(x = 0)数值为 (2t-1)^2 +7t,所以 u = (2t-1) 2 +7t + x



(图来自http://blog.csdn.net/u012782049/article/details/25799045

  注意:其实还有一点很重要,不然会有问题。其它三条边都还好,但是在东边(右边)那条线上,队列增加不完全符合公式!注意到东北角(右上角)是本层的最后一个数,再往下却是本层的第一个数,那当然不满足x=t时的公式。所以我们把x=t的判断放在最后,这样一来,东北角那点始终会被认为是y=-t上的点。

代码如下:

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;

int spiralqueue(int x,int y){
    int t=max(abs(x),abs(y));
    int v=(2*t-1)*(2*t-1);
    int u;
    if(x==-t)
       u=v+(5*t-y);
    else if(y==-t)
       u=v+(7*t+x);
    else if(y==t)
       u=v+(3*t-x);
    else
       u=v+(t+y);
    return u;
}
int main(){
    int x,y;
    for(y=-4;y<=4;y++){
       for(x=-4;x<=4;x++)
           printf("%5d",spiralqueue(x,y));
       printf("
");
    }
    system("pause");
    return 0;
}


原文地址:https://www.cnblogs.com/ruan875417/p/4495583.html