Question

我有以下数字网格，以0为中心，并以螺旋形式增加。我需要一个算法，它将以螺旋形式接收数字并返回x; y - 如何从0到达该数字的移动数量。例如，对于数字9，它将返回-2; -1。对于4，它将是1; 1。

25|26|... etc.
24| 9|10|11|12
23| 8| 1| 2|13
22| 7| 0| 3|14
21| 6| 5| 4|15
20|19|18|17|16

如果有助于算法更好的话，可以略微改变这种螺旋。使用你喜欢的任何语言。我真的很感激数学解释。

谢谢。

Answer 1

首先，我们需要确定我们所处的周期（距离中心的距离）和扇区（北，东，南或西）。然后我们可以确定数字的确切位置。

每个周期的第一个数字如下：1, 9, 25
这是一个二次序列：first(n) = (2n-1)^2 = 4n^2 - 4n + 1
与此相反的是周期数：cycle(i) = floor((sqrt(i) + 1) / 2)
周期的长度为：length(n) = first(n+1) - first(n) = 8n
该部门将是：
sector(i) = floor(4 * (i - first(cycle(i))) / length(cycle(i)))
最后，为了得到这个位置，我们需要从周期和扇区中第一个数字的位置进行推断。

把它们放在一起：

def first(cycle):
    x = 2 * cycle - 1
    return x * x

def cycle(index):
    return (isqrt(index) + 1)//2

def length(cycle):
    return 8 * cycle

def sector(index):
    c = cycle(index)
    offset = index - first(c)
    n = length(c)
    return 4 * offset / n

def position(index):
    c = cycle(index)
    s = sector(index)
    offset = index - first(c) - s * length(c) // 4
    if s == 0: #north
        return -c, -c + offset + 1
    if s == 1: #east
        return -c + offset + 1, c
    if s == 2: #south
        return c, c - offset - 1
    # else, west
    return c - offset - 1, -c

def isqrt(x):
    """Calculates the integer square root of a number"""
    if x < 0:
        raise ValueError('square root not defined for negative numbers')
    n = int(x)
    if n == 0:
        return 0
    a, b = divmod(n.bit_length(), 2)
    x = 2**(a+b)
    while True:
        y = (x + n//x)//2
        if y >= x:
            return x
        x = y

示例：

>>> position(9) (-2, -1) >>> position(4) (1, 1) >>> position(123456) (-176, 80)

Answer 2

你是说这样的意思吗？我没有实现任何算法，代码可以更好地编写，但它可以工作 - 这始终是一个开始:)只需更改你想要的任何值的阈值，你就会得到结果。

static int threshold=14, x=0, y=0;

    public static void main(String[] args) {

        int yChange=1, xChange=1, count=0;
        while( !end(count) ){

            for (int i = 0; i < yChange; i++) {
                if( end(count) )return;
                count++;
                y--;
            }
            yChange++;
            for (int i = 0; i < xChange; i++) {
                if( end(count) )return;
                count++;
                x++;
            }
            xChange++;
            for (int i = 0; i < yChange; i++) {
                if( end(count) )return;
                count++;
                y++;
            }
            yChange++;
            for (int i = 0; i < xChange; i++) {
                if( end(count) )return;
                count++;
                x--;
            }
            xChange++;

        }

    }

    public static boolean end(int count){
        if(count<threshold){
            return false;
        }else{
            System.out.println("count: "+count+", x: "+x+", y: "+y);
            return true;
        }
    }

确定以0为中心的数字网格中的数字位置，并以螺旋形式增加

2 个答案: