Java實現的按照順時針或逆時針方向輸出一個數字矩陣功能樣本，java矩陣

Java實現的按照順時針或逆時針方向輸出一個數字矩陣功能樣本，java矩陣

本文執行個體講述了Java實現的按照順時針或逆時針方向輸出一個數字矩陣功能。分享給大家供大家參考，具體如下：

題目：按照指定的長寬和輸出方向，從外向內列印一個從 1 開始的數字矩陣，矩陣的開始位置在左上方。如

代碼及注釋如下：

public class NumberMatrix {  public static void main(String[] args) {    int width = 25;    int height = 12;    boolean clockwise = false;    System.out.println("幫客之家測試結果：");    outputMatrix(width, height, clockwise);  }  /**   * 按照指定的長寬和輸出方向，從外向內列印一個從 1 開始的數字矩陣，矩陣的開始位置在左上方。   *   * @param width   矩陣寬度   * @param height  矩陣高度   * @param clockwise 是否是順時針方向   */  private static void outputMatrix(int width, int height, boolean clockwise) {    // 首先判斷最大數位位元，以決定輸出如何對齊    int numLength = (int) Math.log10(width * height) + 1;    // 決定輸出的格式（最大位元 + 1個空格）    String format = "%" + (numLength + 1) + "d";    // 定義要輸出的二維數組，注意維度是從高到低的    // 此時 matrix 中所有元素的值都是 0    int[][] matrix = new int[height][width];    // 定義一個位置指標和一個計數器，位置指標進行移動，而計數器負責遞增，遞增後的數字    // 被填充進矩陣，當 width * height 個數字填充完畢，這個矩陣就完成了。    // 注意這裡位置指標的第一個元素對應 matrix 的第一個維度 y，第二個元素對應第二個維度 x。    int[] pointer = {0, 0};    int counter = 1;    // 定義當前移動的方向：1、2、3、4 分別表示上、右、下、左。    // 順時針的起始方向為右，逆時針的起始方向為下。    int direction = clockwise ? 2 : 3;    // 開始迴圈填充，每個填充分為三步    for (int i = 1, max = width * height; i <= max; i++) {      // 1. 填充內容      int y = pointer[0];      int x = pointer[1];      matrix[y][x] = counter;      // 2. 計數器自增      counter += 1;      // 3. 移動到下一個位置，因為這地方比較複雜，所以開個方法實現      direction = move(matrix, width, height, pointer, direction, clockwise);    }    // 矩陣填充完畢，按照正常的方式迴圈輸出即可    for (int y = 0; y < height; y++) {      for (int x = 0; x < width; x++) {        System.out.printf(format, matrix[y][x]);      }      System.out.println(); // 完成一行後輸出換行    }  }  /**   * 在矩陣中移動   *   * @param matrix  矩陣，用於判斷前進方向的下一個位置是否已經填充了數字，如果是則轉向   * @param width   矩陣的寬   * @param height  矩陣的高   * @param pointer  指標的當前位置。調用本方法后里面的值會改變，除非方法返回 0   * @param direction 指標當前移動的方向   * @param clockwise 是否是要按順時針方向轉向   *   * @return 移動後的新方向（與原來的方向可能相同也可能不同）。如果無法再繼續移動，則返回 0   */  private static int move(int[][] matrix, int width, int height, int[] pointer, int direction, boolean clockwise) {    // 先嘗試按照原來的方向移動到 newPointer    int[] newPointer = moveDirectly(pointer, direction);    // 檢查 newPointer 是否合法，如果合法則將其賦值給 pointer 並保持原來的方向，方法完成    if (isValid(newPointer, matrix, width, height)) {      System.arraycopy(newPointer, 0, pointer, 0, 2);      return direction;    }    // 進行轉向，重新從 pointer 朝新的方向移動    direction = turn(direction, clockwise);    newPointer = moveDirectly(pointer, direction);    // 檢查 newPointer 是否合法（同前面一樣）    if (isValid(newPointer, matrix, width, height)) {      System.arraycopy(newPointer, 0, pointer, 0, 2);      return direction;    }    // 既無法前進也無法轉向，那麼無法繼續移動。    return 0;  }  // 判斷矩陣中指定的位置是否可以填充  private static boolean isValid(int[] newPointer, int[][] matrix, int width, int height) {    // 位置不能超出矩陣範圍    if (newPointer[0] >= height        || newPointer[0] < 0        || newPointer[1] >= width        || newPointer[1] < 0) {      return false;    }    // 位置的內容應該為空白    if (matrix[newPointer[0]][newPointer[1]] != 0) {      return false;    }    return true;  }  // 轉向。根據我們對 direction 的定義，順時針就是 +1，逆時針就是 -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;  }  /**   * 朝指定的方向移動，並返回新的位置   *   * @param pointer  當前位置   * @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("方向不正確: " + direction);  }}

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