Python矩阵处理：定位元素1并统计其对角线上其他1的数量（修复代码）

原始矩阵 #

matrix = [
    [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
    [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0],
    [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1],
    [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0],
    [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0],
    [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
    [0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
    [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0]
]

需求说明 #

定位矩阵中每个值为1的元素，检查该元素的所有对角线并统计对角线上其他1的数量，将结果存储到变量中。

原代码问题 #

原代码运行异常：当矩阵中所有1的对角线无重叠时，代码输出结果为4，而正确结果应为0（即没有1的对角线上存在其他1）。

原代码：

def check_diagonals(matrix, row, col):
    # Define the directions for diagonals: up-left, up-right, down-left, down-right
    directions = [(-1, -1), (-1, 1), (1, -1), (1, 1)]

    # List to store the values found in diagonals
    diagonal_count=0

    for dr, dc in directions:
        r, c = row, col
        while 0 <= r < len(matrix) and 0 <= c < len(matrix[0]):
            if(matrix[r][c]==1):
                diagonal_count+=1
            r += dr
            c += dc

    return diagonal_count


def search_and_check(matrix):
    for i in range(len(matrix)):
        for j in range(len(matrix[0])):
            if matrix[i][j] == 1:
                diagonals = check_diagonals(matrix, i, j)
                print("Diagonal count:", diagonals)


# Example usage:
matrix =[[1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0], [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0], [0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0]] 

search_and_check(matrix)

问题原因 #

1. 遍历对角线时，从当前元素自身开始计数，每个方向的循环都统计了当前元素，导致每个1被重复统计4次（四个方向各一次），最终得到错误的结果4。
2. 没有排除当前元素，错误地将自身计入了"其他1"的统计范围。

修正后的代码 #

def check_diagonals(matrix, row, col):
    # 定义四个对角线方向：左上、右上、左下、右下
    directions = [(-1, -1), (-1, 1), (1, -1), (1, 1)]
    diagonal_count = 0

    for dr, dc in directions:
        # 跳过当前元素，直接从相邻的对角线位置开始遍历
        r, c = row + dr, col + dc
        while 0 <= r < len(matrix) and 0 <= c < len(matrix[0]):
            if matrix[r][c] == 1:
                diagonal_count += 1
            r += dr
            c += dc

    return diagonal_count


def search_and_check(matrix):
    # 用字典存储每个1的位置对应的统计结果
    result = {}
    for i in range(len(matrix)):
        for j in range(len(matrix[0])):
            if matrix[i][j] == 1:
                count = check_diagonals(matrix, i, j)
                result[(i, j)] = count
                print(f"位置({i}, {j})的对角线上其他1的数量: {count}")
    return result


# 示例使用
matrix = [
    [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
    [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0],
    [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1],
    [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0],
    [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0],
    [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
    [0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
    [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0]
]

search_and_check(matrix)

修正说明 #

• 调整对角线遍历的起始位置：直接从当前元素的相邻对角线位置开始，彻底排除了对自身的统计。
• 添加结果存储字典，方便后续调用统计数据。
• 优化输出信息，明确展示每个1的位置对应的统计结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Marcelo Pavani