//Matrix.h #ifndef Matrix_h #define Matrix_h #include <iostream> using namespace std; class Matrix{ int _size;//方阵的规模 int *_data;//数据空间 int row, col; char dir; int findPosition();//辅助函数 public: Matrix(int size); ~Matrix(); void fill(); friend ostream& operator<< (ostream& out, const Matrix& m); }; #endif
//Matrix.cpp #include <iostream> #include <cstring> #include "Matrix.h" using namespace std; Matrix::Matrix(int size): _size(size), row(-1), col(0), dir('D') { _data = new int[size * size]; memset(_data, 0, sizeof(int) * _size * _size); } Matrix::~Matrix(){ delete _data; } ostream& operator<< (ostream& out, const Matrix& m){ for(int r = 0; r < m._size; r++){ //row for(int c = 0; c < m._size; c++) //col cout << *(m._data + r * m._size + c) << '\t'; cout << endl; } } void Matrix::fill(){ for(int num = 1; num <= _size * _size; num++){ int pos = findPosition(); _data[pos] = num; } } int Matrix::findPosition(){ switch(dir){ case 'D': if(row < _size - 1 && _data[(row + 1) * _size + col] == 0) row++; else{ dir = 'R'; // next direction col++; } break; case 'R': if(col < _size - 1 && _data[row * _size + col + 1] == 0) col++; else{ dir = 'U'; // next direction row--; } break; case 'U': if(row > 0 && _data[(row - 1) * _size + col] == 0) row--; else{ dir = 'L'; // next direction col--; } break; case 'L': if(col > 0 && _data[row * _size + col - 1] == 0) col--; else{ dir = 'D'; // next direction row++; } break; } return row * _size + col; } 测试结果：
若改变构造函数的初始化列表，则可以改变旋转矩阵的“起填位置”（即第一个数填入的位置）：
Matrix::Matrix(int size): _size(size), row(size-1), col(-1), dir('R') { //改变构造函数的初始化列表可以改变第一个数字的位置，注意不要把size-1写成了size _data = new int[size * size]; memset(_data, 0, sizeof(int) * _size * _size); }==================================分割线================================
黄震春老师说：产品经理又来啦，改需求啦！要既能够行优先填充，又能列优先填充（这两条前面已实现）；既能逆时针填充（前面已实现），又能顺时针填充，该怎么办？其实除了修改findPosition()这个成员函数以外，还要修改构造函数的初始化列表。分别定义findPosition_clockwise()和findPosition_anticlock()两个私有成员函数，用以实现顺时针填充和逆时针填充的具体细节，以待需要时选用。findPosition_anticlock()其实就是前面的findPosition()，那么只需要定义findPosition_clockwise()就行了。代码如下：
//main.cpp //同前面一样，略。 //Matrix.h #ifndef Matrix_h #define Matrix_h #include <iostream> using namespace std; class Matrix{ int _size;//方阵的规模 int *_data;//数据空间 int row, col; char dir; int findPosition_clockwise();//顺时针辅助函数 int findPosition_anticlock();//逆时针辅助函数 public: Matrix(int size); ~Matrix(); void fill(); friend ostream& operator<< (ostream& out, const Matrix& m); }; #endif //Matrix.cpp #include <iostream> #include <cstring> #include "Matrix.h" using namespace std; Matrix::Matrix(int size): _size(size), row(0), col(-1), dir('R') { //改变构造函数的初始化列表可以改变第一个数字的位置，注意不要把size-1写成了size _data = new int[size * size]; memset(_data, 0, sizeof(int) * _size * _size); } Matrix::~Matrix(){ delete _data; } ostream& operator<< (ostream& out, const Matrix& m){ for(int r = 0; r < m._size; r++){ //row for(int c = 0; c < m._size; c++) //col cout << *(m._data + r * m._size + c) << '\t'; cout << endl; } } void Matrix::fill(){ for(int num = 1; num <= _size * _size; num++){ int pos = findPosition_clockwise(); _data[pos] = num; } } int Matrix::findPosition_clockwise(){ //clockwise为顺时针的意思 switch(dir){ case 'D': if(row < _size - 1 && _data[(row + 1) * _size + col] == 0) row++; else{ dir = 'L'; // next direction col--; } break; case 'L': if(col > 0 && _data[row * _size + col - 1] == 0) col--; else{ dir = 'U'; // next direction row--; } break; case 'U': if(row > 0 && _data[(row - 1) * _size + col] == 0) row--; else{ dir = 'R'; // next direction col++; } break; case 'R': if(col < _size - 1 && _data[row * _size + col + 1] == 0) col++; else{ dir = 'D'; // next direction row++; } break; } return row * _size + col; } int Matrix::findPosition_anticlock(){ //anticlock为逆时针的意思 switch(dir){ case 'D': if(row < _size - 1 && _data[(row + 1) * _size + col] == 0) row++; else{ dir = 'R'; // next direction col++; } break; case 'R': if(col < _size - 1 && _data[row * _size + col + 1] == 0) col++; else{ dir = 'U'; // next direction row--; } break; case 'U': if(row > 0 && _data[(row - 1) * _size + col] == 0) row--; else{ dir = 'L'; // next direction col--; } break; case 'L': if(col > 0 && _data[row * _size + col - 1] == 0) col--; else{ dir = 'D'; // next direction row++; } break; } return row * _size + col; }调试技术要点：一定要仔细推敲构造函数初始化列表中的row、col、dir三个参数，三个参数必须一起调整，错一个都会导致输出矩阵错误。——其实，可以受启发想到：可以把顺时针、逆时针2种情况，“乘以”矩阵的4个顶点作为起点的4种情况，共计8种情况的初始化列表专门写成一个函数，这样只需要确定“顺时针”还是“逆时针”，以及从哪个顶点开始填充这两个条件，就能迅速确定输出的矩阵了。如果这个题目真的是一款产品的需求报告，那么用户所希望得到的是越简单越好，谁会费心思地去推敲row、col、dir三个参数呢？我认为，这也是一层“封装”。用户最终拿到的产品是极简型的。完美！（具体代码实现，见下一篇日志！）
