螺旋队列算法分析

螺旋队列的样子如下图:

 

  

 

两大规律:

1。螺旋规律(红线)

2。奇数平方规律(紫线)

 

问题描述:

 

设1的座标是(0,0),的方向向右为正,y方向向下为正,例如,7的座标为(-1,-1),

2的座标为(0,1)。编程实现输入任意一点座标(x,y),输出所对应的数字!

 

 

问题解决:

从紫线突破。从图中不难发现,右上角vc=(2*t+1)(2*t+1),t为该圈x,y座标的绝对值的最大值。例如vc=9、25、49、81........,算出vc后,就分4个判断区域,分别判断,点落在该圈4条边的哪条边上,从而计算出具体座标点的值。

四个区域划分如下图:

 

 

 

4个区域内4条边上的值u与vc的对应关系为:

y=-t区:u = vc+(x+y);

x=-t区:u = vc+(3*x-y);

y=t区:u = vc + (-x - 5*y);

x=t区:u = vc+(-7*x+y);

 

那么这些关系是怎么得出来的呢?再看图中画上圈的数字:

 

 

 

在y=-t区,y座标不变,x座标变化步长为1。令x=0,此时,u=vc+y作为该边的基准值,其他值随x的变化而变化,得在该区域u=vc+(x+y);

同理,在x=-t区,x座标不变,y座标变化步长为1。令y=0,此时,u=vc+3*x作为该边的基准值,其他值随y的变化而变化,得在该区域u=vc+(3*x-y);

同理得其他俩区域的表达式。不再赘述。

 

 

程序实现:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;
#define abs(a)    ((a)>0?(a):(-a))
#define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))


int spiralval(int x,int y)
{
int t = max(abs(x),abs(y));
int vc = (t*2+1)*(t*2+1);
int u;

if ( y == -t) //分别判断,点落在该圈4条边的哪条边上
     u = vc+(x+y);
else if (x == -t)
    u = vc+(3*x-y);
else if (y == t)
     u = vc + (-x - 5*y);
else
     u = vc+(-7*x+y);

return u;
}


int main()
{

int x,y;

cout << endl;

for(y=-5;y<=5;y++)
    {
      for(x=-5;x<=5;x++)
    printf("%5d",spiralval(x,y));
      
      printf("/n");

    }
cin.get();
return 0;
}

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