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任意阶幻方的c++实现----奇阶幻方、双偶幻方、单偶幻方。
幻方分为3类。奇阶幻方(奇数)、双偶幻方(能够被4整除,如8,12,16……)、单偶幻方(4m+2形式,如6,10……),构造算法各不相同。
下面的程序中,奇阶幻方的构造算法为Merzirac法。双偶幻方的构造算法为Spring法。单偶幻方的构造算法为Strachey法。
单偶幻方:
在第一行居中的方格内放1,依次向右上方填入2、3、4…,如果右上方已有数字,则向下移一格继续填写。
参考:http://blog.csdn.net/zheng0518/article/details/9006281
双偶幻方:
(1) 先把数字按顺序填。然后,按4*4把它分割成2*2个小方阵 。
(2) 每个小方阵对角线上的数字,换成和它互补的数。
参考:http://chenxuebiao3.blog.163.com/blog/static/274911182011111911429621/
单偶幻方:
参考:http://blog.sina.com.cn/s/blog_639b95e90100i6h4.html
各行列对角线的和公式为:sum=n*(n^2+1)/2 n为阶数
代码如下:
#include <iostream> #include <stdlib.h> #include <math.h> using namespace std; int matrix[99][99] = {0}; //生成奇数幻方 void CreateOddMagicSquare(int n) { int x=0,y,mun =1; y=n/2; while ( mun <= n*n ) { matrix[x][y] = mun; //通过x0、y0检测右上的是否已经填入数字 int x0=x; int y0=y; x0--; y0++; //超界处理 if(x0<0) x0+=n; if(y0 == n) y0= n - y0; if(0 == matrix[x0][y0] ) { x = x0; y = y0; } else { //若有数字填入之前数字的下方 x++; if(x == n) x = x-n; } mun ++; } } //生成双偶幻方 void CreateDoubleEvenMagicSqure( int n ) { int num = 1; //从1到n的平方依次赋值 for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<n;j++) matrix[i][j] = num++ ; //小正方形的对角线上的数字取其补数 for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<n;j++) { if(i%4==0 && abs(i-j)%4 == 0) for(int k=0;k<4;k++) matrix[i+k][j+k] = abs( n*n +1 - matrix[i+k][j+k] ); else if (i%4==3 && (i+j)%4 == 3) for(int k=0;k<4;k++) matrix[i-k][j+k] = abs( n*n +1 - matrix[i-k][j+k] ); } } //生成单偶幻方 void CreateSingleEvenMagicSqure(int n) { int k = n/2; CreateOddMagicSquare(k); //赋初值,左上最小,右下其次,右上再次,左下最大 for(int i=0;i<k;i++) for(int j=0;j<k;j++) { matrix[i+k][j+k] = matrix[i][j] + k*k; matrix[i][j+k] = matrix[i][j] + k*k*2; matrix[i+k][j] = matrix[i][j] + k*k*3; } //公式 n=4m+2 int m = (n-2) / 4; //交换x方向正中行的从左至右m-1个 for(int i=0;i<m-1;i++) { int buf = matrix[k/2][i]; matrix[k/2][i] = matrix[k/2+k][i]; matrix[k/2+k][i] = buf; } int buf = matrix[k/2][k/2]; //以及正中间的数 matrix[k/2][k/2] = matrix[k/2+k][k/2]; matrix[k/2+k][k/2] = buf; //交换除x正中间行的其他行对应数字m个 for(int i=0;i<k;i++) for(int j=0;j<k/2;j++) { if(i != k/2) { int buf = matrix[i][j]; matrix[i][j] = matrix[i+k][j]; matrix[i+k][j] = buf; } } //交换最右边m-1个数字 for(int i=0;i<k;i++) for(int j=n-1;j>n-1-(m-1) ; j--) { int buf = matrix[i][j]; matrix[i][j] = matrix[i+k][j]; matrix[i+k][j] = buf; } } //幻方正确检查 bool Check(int n) { int sum = (n*(n*n+1))/2; int SumA=0,SumB=0; for(int i=0;i<n;i++) { for(int j=0;j<n;j++) SumA += matrix[i][j]; if(SumA != sum) return false; SumA = 0; } for(int i=0;i<n;i++) { for(int j=0;j<n;j++) SumA += matrix[j][i]; if(SumA != sum) return false; SumA = 0; } for(int i=0;i<n;i++) { SumA+=matrix[i][i]; SumB+=matrix[i][n-i-1]; } if(SumA!=sum||SumB!=sum) return false; return true; } int main() { int n; cin>>n; if(n%2!=0) CreateOddMagicSquare(n); else if (n%4 == 0) CreateDoubleEvenMagicSqure(n); else if (n%2 == 0) CreateSingleEvenMagicSqure(n); for(int i=0;i<n;i++) { for(int j=0;j<n;j++) cout<<matrix[i][j]<<"\t"; cout<<endl<<endl; } if(!Check(n)) cout<<"the ans is wrong"<<endl; else cout<<"right answer"<<endl; system("pause"); return 1; }
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