本文实例讲述了Java实现的按照顺时针或逆时针方向输出一个数字矩阵功能。分享给大家供大家参考，具体如下：

题目：按照指定的长宽和输出方向，从外向内打印一个从 1 开始的数字矩阵，矩阵的开始位置在左上角。如下图

代码及注释如下：

public class NumberMatrix { public static void main(String[] args) { int width = 25; int height = 12; boolean clockwise = false; System.out.println("测试结果："); outputMatrix(width, height, clockwise); } /** * 按照指定的长宽和输出方向，从外向内打印一个从 1 开始的数字矩阵，矩阵的开始位置在左上角。 * * @param width 矩阵宽度 * @param height 矩阵高度 * @param clockwise 是否是顺时针方向 */ private static void outputMatrix(int width, int height, boolean clockwise) { // 首先判断最大数字的位数，以决定输出如何对齐 int numLength = (int) Math.log10(width * height) + 1; // 决定输出的格式（最大位数 + 1个空格） String format = "%" + (numLength + 1) + "d"; // 定义要输出的二维数组，注意维度是从高到低的 // 此时 matrix 中所有元素的值都是 0 int[][] matrix = new int[height][width]; // 定义一个位置指针和一个计数器，位置指针进行移动，而计数器负责递增，递增后的数字 // 被填充进矩阵，当 width * height 个数字填充完毕，这个矩阵就完成了。 // 注意这里位置指针的第一个元素对应 matrix 的第一个维度 y，第二个元素对应第二个维度 x。 int[] pointer = {0, 0}; int counter = 1; // 定义当前移动的方向：1、2、3、4 分别表示上、右、下、左。 // 顺时针的起始方向为右，逆时针的起始方向为下。 int direction = clockwise ? 2 : 3; // 开始循环填充，每个填充分为三步 for (int i = 1, max = width * height; i <= max; i++) { // 1. 填充内容 int y = pointer[0]; int x = pointer[1]; matrix[y][x] = counter; // 2. 计数器自增 counter += 1; // 3. 移动到下一个位置，因为这地方比较复杂，所以开个方法实现 direction = move(matrix, width, height, pointer, direction, clockwise); } // 矩阵填充完毕，按照正常的方式循环输出即可 for (int y = 0; y < height; y++) { for (int x = 0; x < width; x++) { System.out.printf(format, matrix[y][x]); } System.out.println(); // 完成一行后输出换行 } } /** * 在矩阵中移动 * * @param matrix 矩阵，用于判断前进方向的下一个位置是否已经填充了数字，如果是则转向 * @param width 矩阵的宽 * @param height 矩阵的高 * @param pointer 指针的当前位置。调用本方法后里面的值会改变，除非方法返回 0 * @param direction 指针当前移动的方向 * @param clockwise 是否是要按顺时针方向转向 * * @return 移动后的新方向（与原来的方向可能相同也可能不同）。如果无法再继续移动，则返回 0 */ private static int move(int[][] matrix, int width, int height, int[] pointer, int direction, boolean clockwise) { // 先尝试按照原来的方向移动到 newPointer int[] newPointer = moveDirectly(pointer, direction); // 检查 newPointer 是否合法，如果合法则将其赋值给 pointer 并保持原来的方向，方法完成 if (isValid(newPointer, matrix, width, height)) { System.arraycopy(newPointer, 0, pointer, 0, 2); return direction; } // 进行转向，重新从 pointer 朝新的方向移动 direction = turn(direction, clockwise); newPointer = moveDirectly(pointer, direction); // 检查 newPointer 是否合法（同前面一样） if (isValid(newPointer, matrix, width, height)) { System.arraycopy(newPointer, 0, pointer, 0, 2); return direction; } // 既无法前进也无法转向，那么无法继续移动。 return 0; } // 判断矩阵中指定的位置是否可以填充 private static boolean isValid(int[] newPointer, int[][] matrix, int width, int height) { // 位置不能超出矩阵范围 if (newPointer[0] >= height || newPointer[0] < 0 || newPointer[1] >= width || newPointer[1] < 0) { return false; } // 位置的内容应该为空 if (matrix[newPointer[0]][newPointer[1]] != 0) { return false; } return true; } // 转向。根据我们对 direction 的定义，顺时针就是 +1，逆时针就是 -1 private static int turn(int direction, boolean clockwise) { int newDirection = clockwise ? direction + 1 : direction - 1; if (newDirection > 4) { newDirection = 1; } else if (newDirection < 1) { newDirection = 4; } return newDirection; } /** * 朝指定的方向移动，并返回新的位置 * * @param pointer 当前位置 * @param direction 方向 * * @return 新的位置 */ private static int[] moveDirectly(int[] pointer, int direction) { int y = pointer[0]; int x = pointer[1]; switch (direction) { case 1: return new int[]{y - 1, x}; case 2: return new int[]{y, x + 1}; case 3: return new int[]{y + 1, x}; case 4: return new int[]{y, x - 1}; } throw new IllegalArgumentException("方向不正确: " + direction); }}

运行结果：

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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。