在 C 中打印矩阵的对角线元素 - TypeScript

本篇文章将会介绍如何在 C 语言中利用 TypeScript 编写程序来打印矩阵的对角线元素。在文章中，我们将会从以下几个方面进行介绍：

• 需求分析：明确程序实现的目标；
• 思路设计：提出解决问题的具体思路；
• 代码实现：给出具体的代码实现；
• 总结反思：总结整个流程，思考如何可以进一步优化代码。

需求分析

我们的程序需要实现的功能是打印矩阵的对角线元素。对于一个 N * N 的矩阵而言，共有两条对角线：主对角线和副对角线。其中，主对角线上的元素坐标都是 (i,i)，而副对角线上的元素坐标则是 (i,N-i-1)。因此，我们需要编写程序来遍历矩阵的对角线元素，并将其打印出来。

思路设计

我们可以采用两种不同的思路来实现矩阵对角线元素的打印。

方法一：直接输出

第一种思路是直接输出对角线元素。即，我们可以利用下标的特殊性，来直接输出主对角线和副对角线上的元素。对于主对角线而言，我们只需要利用一个循环来遍历矩阵的行列下标，就可以输出每一个主对角线元素。而对于副对角线，则需要利用两个循环来遍历矩阵的行列下标，来输出每一个副对角线元素。

void printDiagonal(int matrix[N][N]) {
  // 输出主对角线元素
  printf("主对角线上的元素：\n");
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    printf("%d ", matrix[i][i]);
  }
  printf("\n");

  // 输出副对角线元素
  printf("副对角线上的元素：\n");
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    printf("%d ", matrix[i][N-i-1]);
  }
  printf("\n");
}

方法二：把元素存到数组中再输出

第二种思路是将对角线元素存储到一个数组中，再将数组中的元素输出。对于主对角线而言，我们只需要利用一个 for 循环将主对角线元素存储到数组 arr1 中，并将 arr1 数组中的元素输出即可。而对于副对角线，则需要将副对角线元素存储到数组 arr2 中，并将 arr2 数组中的元素输出。

void printDiagonal(int matrix[N][N]) {
  // 存储主对角线元素并输出
  int arr1[N] = {0};
  printf("主对角线上的元素：\n");
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    arr1[i] = matrix[i][i];
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  printf("\n");

  // 存储副对角线元素并输出
  int arr2[N] = {0};
  printf("副对角线上的元素：\n");
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    arr2[i] = matrix[i][N-i-1];
    printf("%d ", arr2[i]);
  }
  printf("\n");
}

代码实现

我们可以利用上述思路来编写 TypeScript 代码。下面是具体的代码实现。

const N = 3;

function printDiagonal(matrix: number[][]): void {
  const arr1: number[] = [];
  const arr2: number[] = [];

  // 存储主对角线元素并输出
  console.log("主对角线上的元素：");
  for (let i = 0; i < N; i++) {
    arr1[i] = matrix[i][i];
    console.log(arr1[i]);
  }

  // 存储副对角线元素并输出
  console.log("副对角线上的元素：");
  for (let i = 0; i < N; i++) {
    arr2[i] = matrix[i][N - i - 1];
    console.log(arr2[i]);
  }
}

// 测试代码
const matrix: number[][] = [
  [1, 2, 3],
  [4, 5, 6],
  [7, 8, 9]
];

printDiagonal(matrix);

总结反思

到这里，我们就完成了在 C 中打印矩阵的对角线元素的编写。通过本篇文章的学习，我们主要掌握了以下知识点：

• 对于 N * N 的矩阵，共有两条对角线：主对角线和副对角线；
• 利用循环结构可以遍历矩阵中的每一个元素；
• 利用数组结构可以存储对角线元素，并将其输出。

同时，我们也需要注意一下一些细节问题，比如：

• 在存储对角线元素时，需要注意数组的下标；
• 在输出对角线元素时，需要注意每一个元素的格式（比如空格）；

最后，我们可以思考一下以下问题：

• 本程序的时间复杂度是多少？有没有可以进一步优化的空间？
• 本程序的可读性和可维护性如何？有没有可以进一步完善的地方？