题解 P2239 【螺旋矩阵】
顾z
2018-09-25 21:07:17
# [顾](https://www.luogu.org/blog/RPdreamer/#)[z](https://www.cnblogs.com/-guz/)
~~你没有发现两个字里的blog都不一样嘛~~ qwq
题目描述--->[p2239 螺旋矩阵](https://www.luogu.org/problemnew/show/P2239)
看到题,很明显,如果直接模拟的话,复杂度为$O(n^2)$过不去.(这个复杂度应该不正确,我不会分析的啊 qwq.
因此我们需要一个比较厉害的方法解决这个题,
## 前置知识
我们手写一些矩阵,发现我们填的数是会分层的 !.
(同种颜色为一层.)
![](https://i.loli.net/2018/09/25/5baa3232d6f47.png)
分层这个东西的话,我也不能具体解释,你可以认为是一圈一圈地填数.
## ~~xjb~~分析
~~**打表!**~~**找规律**
我们可以手写一个程序,(也可以手写,手写的话会更简单一些.)
**模拟一下这个过程**.
例如这个程序(话说,打个表我想了半小时? qwq ~~一定是我太垃圾了~~
下面的变量$ceng$的话,是因为构造出来的矩阵会分层。
```c++
void get(int n)
{
int cnt=0,x=1,y=1;
for(R int ceng=1;ceng<=(n+1)/2;ceng++)
{
while(y<=n-ceng+1)
res[x][y++]=++cnt;x++;y--;
while(x<=n-ceng+1)
res[x++][y]=++cnt;x--;y--;
while(y>=ceng)
res[x][y--]=++cnt;y++;x--;
while(x>ceng)
res[x--][y]=++cnt;x++;y++;
}
print();
}
```
打出来5*5的表是这样的 qwq
![](https://i.loli.net/2018/09/25/5baa3245057f3.png)
开始~~搬砖~~**找规律**.
> 1. 第$1$行第$j$列对应的数就是j
> 2. 第n列第$i$行对应的为$n+x-1$
> 3. 第n行第$j$列对应的数为$3 \times n-j-1 $
> 4. 再度填回第$1$列,第$i$行我们发现得到的对应数为 $4 \times n-i-2$
上面四点是最容易发现的规律,也是我们继续求解的关键.
**注意: 如果上面四条规律并没有找到的话,希望大家能自己手推找一下规律.**
(PS: 本人开始用6*6的表格找规律,结果第四条规律找错 qwq)
#### 如何填充里层的数?
我们发现17这个位置与16是有关的.而16,又是$4\times5-4$
(多打几个表容易发现,第$2$行第$1$列这个位置的数为$4 \times n-4$)
直接**推导这个$4 \times n-4$**的话是这样的
看图↓![](https://i.loli.net/2018/09/26/5baab586f06f9.png)
>我们黄色部分可以填充$n$个数,绿色部分由于黄色部分占领了一个格子,所以填充个数为$n-1$个,同理蓝色部分也只能填充$n-1$个数,红色部分由于上面有黄色部分,下面有蓝色部分,只能填充$n-2$个数.
总的来说,**每一层共可以填充$4 \times n-4$个数**
然后考虑搞事。
我们将更里层的数减去$4\times n-4$,得到新的里层数据如下.
![](https://i.loli.net/2018/09/25/5baa32548a990.png)
这时候你可能会~~大吼~~.
“woc!又让我填一遍?”
### 恍然大悟
我们发现,这样的话,我们又填一次这个矩阵,不过这个**矩阵的大小从$n$变成了$n-2$**
(消去了,最左和最右两边.)
而假设我们之前要查找的数的位置为$(4,4)$就变成了$(3,3)$
如果是$(3,4)$就变成了$(2,3)$,
所以说,当我们**求内层的时候,所求原数的位置(x,y)就将变成(x-1,y-1).**
而对于那些直接满足上面我们发现的规律的数的话,我们可以直接输出.
所以不必考虑这些数的输出怎么办.
最终我们一定会拆到最里层.
### 以此类推
我们一直拆下去,每次加上的答案就是$4\times n-4$。
**注意:这个n是在变化的.**
因此我们可以码出代码
```cpp
#include<bits/stdc++.h>
#define R register
using namespace std;
inline void in(int &x)
{
int f=1;x=0;char s=getchar();
while(!isdigit(s)){if(s=='-')f=-1;s=getchar();}
while(isdigit(s)){x=x*10+s-'0';s=getchar();}
x*=f;
}
int n,x,y,ans;
int main()
{
in(n),in(x),in(y);
//如果刚开始的话x,y就满足四条规律.
//我们会在第一次输出答案,此时ans为0,无影响.
here:;
if(x==1)printf("%d",y+ans);
else if(y==n)printf("%d",n+x-1+ans);
else if(x==n)printf("%d",3*n-y-1+ans);
else if(y==1)printf("%d",4*n-x-2+ans);
else
{
ans+=4*n-4;
x--,y--,n-=2;
goto here;
//这句话达到了递归的效果。
//我们的程序运行到这一步会到达上面的here,即再度执行这些if语句.
}
}
```