數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),旋轉(zhuǎn)數(shù)字方陣,課程設(shè)計報告

1、課程設(shè)計題目數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣、問題描述設(shè)計一個能正確輸出 N X N (1=N=10 )數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣(如圖 1.1)116151413217242312318252211419202110578911615141321231141056?g圖1.15階旋轉(zhuǎn)方陣圖1.2逐層填數(shù)，從最外層填起、基本要求(1) 設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲；(2) 設(shè)計算法完成任意 N (1=N=10 )階數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣;(3) 分析時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度；三、概要設(shè)計1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計程序采取二維數(shù)組的存儲結(jié)構(gòu)進行數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣的存儲，因為數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣也是一個平面圖，采用二維數(shù)組的存儲結(jié)構(gòu)能更直觀反映方陣。2. 算法的設(shè)計每一層的

2、數(shù)字分作四個小組，每一組的數(shù)字個數(shù)為 N-1 ,通過設(shè)立一個標志來判斷轉(zhuǎn)換方向(如圖1.2) o算法結(jié)束的標志有兩種情況：一是N為1,則填入數(shù)字，結(jié)束；二是 N=0,直接結(jié)束。以上兩種分別對應(yīng)奇數(shù)階數(shù)字方陣和偶數(shù)階數(shù)字方陣。3. 時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣是每進行一步填入一個數(shù)，所以時間復(fù)雜度為0(n*n);二維數(shù)組所占用的空間是在聲明時所分配固定的，所以的空間復(fù)雜度為0(100)四、詳細設(shè)計算法偽代碼：聲明二維數(shù)組a1010 , size為需建立的 方陣階數(shù)，初始化i, j，num為11. 若size=0，則循環(huán)結(jié)束；2. 若 size=1，則使 aij=num，循環(huán)結(jié) 束；3. 填

3、寫區(qū)域A，重復(fù)操作size-1次aij=num ； i+ ； num+ ；4. 填寫區(qū)域B,重復(fù)操作size-1次aij=num ； j+ ； num+ ；5. 填寫區(qū)域C,重復(fù)操作size-1次aij=num ； i- ； num+ ；6. 填寫區(qū)域D，重復(fù)操作size-1次aij=num ； j- ； num+ ；7. i+ ； j+ ； size=size-2;返回第 1 步；8. 循環(huán)結(jié)束后，輸出數(shù)組a；這是填寫逆時針數(shù)字方陣的算法，填寫順時針方陣只需把順序 ABCD改為BADC即可為了方便程序的使用，為其增加了一個菜單，使用的是switch-case作為選擇結(jié)構(gòu)，while 作循環(huán)判

4、斷開始返回菜單size=0 ?size=1 ?功能0 退岀系統(tǒng)ij=num;循環(huán)結(jié)束輸入方陣階數(shù)n(1=n=10)顯示菜單功能1建立數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣建立二維數(shù)組進入循環(huán)結(jié)束輸岀數(shù)組是J循環(huán)結(jié)束nl丿程序詳細的流程圖如右圖所示:ik填充區(qū)域Aaij=num; i+; num+; flag+;否ag=size- 1 ?1?是否填充區(qū)域CAij=num;曰否填充區(qū)域Daij=num; j-; num+;、J flag+; /填充區(qū)域Baij=num; j+; num+;、flag+; 丿flag=size-1 ?是 ”否num+; flag+;i+; j+;size=size-21?flag=size-

5、五、運行與調(diào)試1.菜單界面如右圖所示:*歡迎便用數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣系統(tǒng)*L_峯咅轡字旋轉(zhuǎn)方陣d jR Jj 示 5.?C2.測試數(shù)據(jù)和結(jié)果5階的數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣:逆時針數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣主11&1S1413217242312319251141?2&211056?9?頗時針數(shù)字旅轉(zhuǎn)方陣；1234$1617181?615242520?11232221O121110六、總結(jié)和心得在老師的教導(dǎo)和書本的指引下，了解程序的運行方法，掌握其核心要領(lǐng)，一步步進行思考、 編寫代碼。在填寫方陣部分，因為size不等于1或0的情況下填數(shù)的次數(shù)必然大于一，所以選用do-while這種先執(zhí)行后判斷的判斷語句。通過自己的思考和努力編寫出

6、這個小程序， 使我對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運用有更好的認識，掌握不同的結(jié)構(gòu)，靈活運用。七、程序代碼#in elude using n amespace std;/逆時針數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣實現(xiàn) void NFan gZhe n(i nt n)int size=n;int flag=0;設(shè)置轉(zhuǎn)換方向標志int a1010;/ 設(shè)置二維數(shù)組int i=0,j=0,num=1;while(1)if(size=0)break;else if(size=1)aij=num;break;elsedo/區(qū)域Aaij=num;i+;nu m+; flag+;while(flagsize-1); flag=0;do/區(qū)域Baij=

7、num;j+;nu m+; flag+;while(flagsize-1); flag=0;do/區(qū)域Caij=num;i-;nu m+; flag+;while(flagsize-1); flag=0;do區(qū)域D aij=num;j-；nu m+;flag+； while(flagsize-1); flag=0;/內(nèi)圈循環(huán)i+;j+;size=size-2;for(i=0;i n;i+)for(j=0;j n;j+)cout.width(4); coutaij; coute ndl;coute ndl;順時針數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣實現(xiàn)void SFan gZhe n(i nt n)int size=n

8、;int flag=0;設(shè)置轉(zhuǎn)換方向標志int a1010;/ 設(shè)置二維數(shù)組int i=0,j=0,num=1;while(1)if(size=0)break;else if(size=1)aij=num; break;elsedo區(qū)域Baij=num;j+;nu m+;flag+;while(flagsize-1);flag=0;do/區(qū)域Aaij=num;i+；nu m+; flag+;while(flagsize-1); flag=0;do/區(qū)域Daij=num;j-;nu m+; flag+;while(flagsize-1); flag=0;do/區(qū)域Caij=num;i-;nu m

9、+;flag+;while(flagsize-1);flag=0;/內(nèi)圈循環(huán)i+;j+;size=size-2;for(i=0;i n; i+)for(j=0;j n;j+) cout.width(4); coutaij; coute ndl;coute ndl; int mai n()int n;int choice;int con itue=1;cout*歡迎使用數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣系統(tǒng)*endl;coute ndl;while(c on itue=1)cout1-建立N階數(shù)字旋轉(zhuǎn)方陣endl; cout0-退出系統(tǒng)endl;cout choice;switch(choice)case 0:con