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2024-09-07 20:35:56
发布于:广东
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要解决三阶幻方的恢复问题,详细思路如下:
1. 理解三阶幻方
三阶幻方是一个3x3的矩阵,填入1到9的数字,每行、每列和两个对角线的和都必须是15。
2. 生成所有可能的三阶幻方
基本幻方:开始于一个已知的标准三阶幻方,例如:
4 9 2
3 5 7
8 1 6
生成变种:通过旋转和镜像操作生成所有可能的幻方。
旋转:90度、180度、270度。
镜像:水平镜像、垂直镜像。
3. 匹配给定的部分幻方
读取输入:获取用户输入的部分幻方。
匹配过程:
遍历所有生成的幻方。
对每个幻方检查它是否可以与给定的部分幻方匹配,即所有已知的非零位置的数字与给定的数字一致。
4. 处理匹配结果
如果有唯一一个匹配的幻方,则输出这个幻方。
如果有多个匹配的幻方,输出 "Too Many"。
5. Python代码实现
代码核心功能:
生成所有可能的三阶幻方:
def generate_magic_squares():
base = [[4, 9, 2], [3, 5, 7], [8, 1, 6]]
squares = set()
def rotate_90(square):
return [[square[2][0], square[1][0], square[0][0]],
[square[2][1], square[1][1], square[0][1]],
[square[2][2], square[1][2], square[0][2]]]
def mirror_horizontal(square):
return [row[::-1] for row in square]
def mirror_vertical(square):
return square[::-1]
square = base
for _ in range(4):
squares.add(tuple(map(tuple, square)))
square = rotate_90(square)
square = mirror_horizontal(base)
for _ in range(4):
squares.add(tuple(map(tuple, square)))
square = rotate_90(square)
square = mirror_vertical(base)
for _ in range(4):
squares.add(tuple(map(tuple, square)))
square = rotate_90(square)
return squares
匹配给定幻方:
def match_squares(input_square, magic_squares):
possible_squares = []
for square in magic_squares:
match = True
for i in range(3):
for j in range(3):
if input_square[i][j] != 0 and input_square[i][j] != square[i][j]:
match = False
break
if not match:
break
if match:
possible_squares.append(square)
return possible_squares
主程序逻辑:
def main():
import sys
input = sys.stdin.read
data = list(map(int, input().strip().split()))
input_square = [data[i:i+3] for i in range(0, 9, 3)]
magic_squares = generate_magic_squares()
possible_squares = match_squares(input_square, magic_squares)
if len(possible_squares) == 1:
for row in possible_squares[0]:
print(" ".join(map(str, row)))
else:
print("Too Many")
if __name__ == "__main__":
main()
总结
生成所有三阶幻方:通过旋转和镜像生成所有变种。
匹配部分幻方:检查所有可能的幻方与给定部分的匹配情况。
输出结果:根据匹配结果输出唯一幻方或“Too Many”。
这个方法通过系统地生成和匹配确保了能够找到合适的幻方,并处理可能的多个匹配结果。
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