Python程序打印螺旋矩阵

螺旋矩阵是一个非常有趣的矩阵，它的数字从外到内呈螺旋状排列，可以用Python来生成和打印螺旋矩阵。

螺旋矩阵的生成思路

生成螺旋矩阵的思路有很多，其中一种思路是定义一个 start 变量表示当前位置，每次需要移动的时候，修改 start，同时根据 start 的当前值以及矩阵的边界来判断当前位置应该移动到哪个位置。这个思路可能有点抽象，下面我们结合代码来实现。

实现过程

首先需要定义螺旋矩阵的大小，比如我们定义一个4×4的矩阵，那么代码如下：

n = 4
matrix = [[0 for i in range(n)] for j in range(n)]

这样我们就用列表生成式创建了一个4×4的矩阵，里面的每个元素都是0。

接下来，我们需要定义移动的方向，包括向右、向下、向左和向上。定义方式如下：

# 向右、向下、向左和向上
dx = [0, 1, 0, -1]
dy = [1, 0, -1, 0]

这样我们就定义了一个列表 dx 和 dy，其中 dx 代表水平方向的移动（向右或向左），dy 代表垂直方向的移动（向上或向下）。

接下来，定义我们的主函数，生成螺旋矩阵的核心代码在其中。戳下面：

# 定义主函数，生成螺旋矩阵
def spiral_matrix(matrix):
    n = len(matrix)
    x, y, start = 0, 0, 0
    matrix[0][0] = 1
    while start < n // 2:
        d = 0
        while d < 4:
            nx, ny = x + dx[d], y + dy[d]
            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n and matrix[nx][ny] == 0:
                start += 1
                matrix[nx][ny] = start + 1
                x, y = nx, ny
            else:
                d = (d + 1) % 4
    return matrix

上面的函数中，首先获取矩阵的大小 n，然后定义 x 和 y 表示当前位置，start 变量表示当前数字。由于矩阵的第一个数字是1，所以我们需要手动将matrix[0][0]设为1。

在这个函数中，我们使用循环来移动位置，首先选择向右移动，如果可以向右移动，则将当前位置修改为下一个数字。如果无法向右移动，则选择向下移动，直到结束，即start>=n/2。

最后，我们在主函数中调用这个函数，然后打印螺旋矩阵。

if __name__ == '__main__':
    matrix = spiral_matrix(matrix)
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            print(matrix[i][j], end='\t')
        print()

这样就完成了一个基本的螺旋矩阵生成和打印的程序。

完整代码

n = 4
matrix = [[0 for i in range(n)] for j in range(n)]

# 向右、向下、向左和向上
dx = [0, 1, 0, -1]
dy = [1, 0, -1, 0]

# 定义主函数，生成螺旋矩阵
def spiral_matrix(matrix):
    n = len(matrix)
    x, y, start = 0, 0, 0
    matrix[0][0] = 1
    while start < n // 2:
        d = 0
        while d < 4:
            nx, ny = x + dx[d], y + dy[d]
            if 0 <= nx < n and 0 <= ny < n and matrix[nx][ny] == 0:
                start += 1
                matrix[nx][ny] = start + 1
                x, y = nx, ny
            else:
                d = (d + 1) % 4
    return matrix

if __name__ == '__main__':
    matrix = spiral_matrix(matrix)
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            print(matrix[i][j], end='\t')
        print()