杨辉三角形,也称帕斯卡三角,其定义为:顶端是 1,视为(row0).第1行(row1)(1&1)两个1,这两个1是由他们上头左右两数之和 (不在三角形内的数视为0).依此类推产生第2行(row2):0+1=1;1+1=2;1+0=1.第3行(row3):0+1=1;1+2=3; 2+1=3;1+0=1. 循此法可以产生以下诸行,如下图所示。
了解完背景知识之后,来看看对应的题目,定义一个函数 yanghui()
,传入正整数参数 M、N,分别代表杨辉三角形第 M 行,左起第 N 个数字(M,N 都从 0 开始计算)。入超出范围则返回 invalid query
。
示例代码:
def yanghui(m,n): ''' >>>yanghui(1,1) 1 >>>yanghui(3,2) 3 >>>yanghui(1,4) invalid query '''
附加题:
生成杨辉三角形。
定义一个函数 generate_yh()
传入整数参数 M < 1000,生成前 M 行杨辉三角形。
示例代码:
def generate_yh(m): ''' generate_yh(3): 1 1 1 1 2 1 '''
【神奇的九宫格】解答
上一期题目提交的答案不算多,可能是由于这个题目偏难,使用暴力解法仅仅能算出 9 宫格,16 宫格的时候已经无能为力了。
在给出正确的答案之前,我们先了解一个名词 “幻方” ,百度百科定义:幻方(Magic Square)是一种将数字安排在正方形格子中,使每行、列和对角线上的数字和都相等的方法。
N 阶幻方的解题思路是其分为三种情况:N为奇数、N为4的倍数、N为其它偶数(4n+2的形式)。针对不同的情况有不同的解法,其详细说明见百度百科的【幻方】词条。
首先是 N 为奇数时:
- 将1放在第一行中间一列;
- 从2开始直到n×n止各数依次按下列规则存放,按 45°方向行走,如向右上,每一个数存放的行比前一个数的行数减1,列数加1
- 如果行列范围超出矩阵范围,则回绕。例如1在第1行,则2应放在最下一行,列数同样加1;
- 如果按上面规则确定的位置上已有数,或上一个数是第1行第n列时,则把下一个数放在上一个数的下面。
def oddN(n): # 构造二维列表 lst = [[0 for i in range(n)] for i in range(n)] # 初始化列表位置 x,y = 0,n//2 for num in range(1,n*n+1): lst[x][y] = num xa,ya = x-1,y+1 # 回绕情况 if xa < 0: xa = n-1 if ya > n-1: ya = 0 # 占位情况 if lst[xa][ya] != 0: x = x + 1 if x > n-1: x = 0 else: x,y = xa,ya return lst lst = oddN(3)for row in lst: print(row)
当 N 为 4 的倍数时:
采用对称元素交换法。首先把数1到n×n按从上至下,从左到右顺序填入矩阵。然后将方阵的所有N×N子方阵中的两对角线上位置的数关于方阵中心作对称交换,即a(i,j)与a(n-1-i,n-1-j)交换,所有其它位置上的数不变。
def fourN(n): # 初始化列表 lst = [[i+j for i in list(range(1,n*n+1))[::n]] for j in range(n)] # 交换对角线位置 for i in range(n//2): lst[i][i],lst[n-1-i][n-1-i] = lst[n-1-i][n-1-i],lst[i][i] lst[i][n-1-i],lst[n-1-i][i] = lst[n-1-i][i],lst[i][n-1-i] return lst lst = fourN(8) for row in lst: print(row)
当n为非4倍数的偶数(即4n+2)时:首先把大方阵分解为4个奇数子方阵。
按上述奇数阶幻方给分解的4个子方阵对应赋值
上左子阵最小(i),下右子阵次小(i+v),下左子阵最大(i+3v),上右子阵次大(i+2v)
即4个子方阵对应元素相差v,其中v=n*n/4
四个子矩阵由小到大排列方式为
① ③
④ ②
然后作相应的元素交换:a(i,j)与a(i+k,j)在同一列做对应交换 ,(jn-t),a(t,0)与a(t+k,0);a(t,t)与a(t+k,t)两对元素交换 ,其中k=n//2,t=(n-2)//4 。
详细图解可见:
https://en.wikipedia.org/wiki/Strachey_method_for_magic_squares
# 累加子矩阵 def acc(p,lst): # print(lst) for row in lst: for index in range(len(row)): row[index] += p return lst def fourNplus2(n): m = n//2 A,B,C,D = oddN(m),oddN(m),oddN(m),oddN(m) B = acc(m**2,B) C = acc(m**2*2,C) D = acc(m**2*3,D) for row_index in range(len(A)): A[row_index].extend(C[row_index]) D[row_index].extend(B[row_index]) # 合并子矩阵 matrix = A+D t = (n-2)//4 # 列交换 for col_index in range(len(matrix[0])): if col_index < t or col_index > n-t: for row_index in range(len(matrix)//2): matrix[row_index][col_index] , matrix[row_index+m][col_index] = \ matrix[row_index+m][col_index],matrix[row_index][col_index] # 交换特殊位置 matrix[t][0],matrix[m+t][0] = matrix[m+t][0],matrix[t][0] matrix[t][t],matrix[m+t][t] = matrix[m+t][t],matrix[t][t] return matrix lst = fourNplus2(6) for row in lst: print(row)
答案也可参考:
@FisherC:
https://github.com/FisherCh/Homework/blob/master/cossing.py
@FreedomLy:
https://gist.github.com/Felon03/bfd4e9c21768b31db45ec30b385f3c9b
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