幻方算法精讲
一、幻方按照階數可分成了三類,即奇數階幻方、雙偶階幻方、單偶階幻方。
二、奇數階幻方(勞伯法)
奇數階幻方最經典的填法是羅伯法。填寫的方法是:
把1(或最小的數)放在第一行正中;按以下規律排列剩下的(n×n-1)個數:
(1)每一個數放在前一個數的右上一格;
(2)如果這個數所要放的格已經超出了頂行那么就把它放在底行,仍然要放在右一列;
(3)如果這個數所要放的格已經超出了最右列那么就把它放在最左列,仍然要放在上一行;
(4)如果這個數所要放的格已經超出了頂行且超出了最右列,那么就把它放在底行且最左列;
(5)如果這個數所要放的格已經有數填入,那么就把它放在前一個數的下一行同一列的格內。
例,用該填法獲得的5階幻方:
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17 |
24 |
1 |
8 |
15 |
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23 |
5 |
7 |
14 |
16 |
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4 |
6 |
13 |
20 |
22 |
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10 |
12 |
19 |
21 |
3 |
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11 |
18 |
25 |
2 |
9 |
二、雙偶數階幻方(海爾法)
所謂雙偶階幻方就是當n可以被4整除時的偶階幻方,即4K階幻方。在說解法之前我們先說明一個“互補數”定義:就是在n階幻方中,如果兩個數的和等于幻方中最大的數與1的和(即n×n+1),我們稱它們為一對互補數。如在三階幻方中,每一對和為10的數,是一對互補數 ;在四階幻方中,每一對和為17的數,是一對互補數。
雙偶數階幻方最經典的填法是海爾法。填寫的方法是:
以8階幻方為例:
(1)先把數字按順序填。然后,按4×4把它分割成4塊(如圖)
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
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9 |
10 |
11 |
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38 |
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63 |
64 |
(2)每個小方陣對角線上的數字(如左上角小方陣部分),換成和它互補的數。
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64 |
2 |
3 |
61 |
60 |
6 |
7 |
57 |
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9 |
55 |
54 |
12 |
13 |
51 |
50 |
16 |
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17 |
47 |
46 |
20 |
21 |
43 |
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24 |
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40 |
26 |
27 |
37 |
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30 |
31 |
33 |
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32 |
34 |
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29 |
28 |
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25 |
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23 |
22 |
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45 |
19 |
18 |
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15 |
14 |
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11 |
10 |
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8 |
58 |
59 |
5 |
4 |
62 |
63 |
1 |
三、單偶數階幻方(斯特拉茲法)
所謂單偶階幻方就是當n不可以被4整除時的偶階幻方,即4K+2階幻方。如(n=6,10,14……)的幻方。
單偶數階幻方最經典的填法是斯特拉茲法。填寫的方法是:
以10階幻方為例。這時,k=2。
(1)把魔方陣分為A,B,C,D四個象限,這樣每一個象限肯定是奇數階。用羅伯法,依次在A象限,D象限,B象限,C象限按奇數階幻方的填法填數。
(2)在A象限的中間行、中間格開始,按自左向右的方向,標出k格。A象限的其它行則標出最左邊的k格。將這些格,和C象限相對位置上的數互換位置。
(3)在B象限所有行的中間格,自右向左,標出k-1格。(注:6階幻方由于k-1=0,所以不用再作B、D象限的數據交換),將這些格,和D象限相對位置上的數互換位置。
總結
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