Java实现行矩阵中0元素四方向移动及控制台地图更新

实现思路 #

• 单独维护0元素的当前行列坐标，避免每次移动都遍历全矩阵查找位置
• 接收到移动指令后先计算目标位置坐标，先做边界合法性校验，越界则直接拦截不执行移动
• 合法移动直接修改原矩阵：将0的原位置赋值为.，目标位置赋值为0，同步更新记录的0坐标
• 封装独立的地图打印方法，每次移动完成后调用该方法重绘全矩阵，通过分隔线区分不同状态的地图，实现视觉上的实时更新效果
• 循环接收控制台输入的方向指令，即可实现连续交互控制

完整实现代码 #

import java.util.Scanner;

public class MatrixZeroMove {
    // 全局记录0元素的当前行、列位置
    private static int zeroRow;
    private static int zeroCol;
    private static String[][] map;

    public static void main(String args[]) {
        // 初始化基础地图
        map = new String[][]{
                {".",".","."},
                {".","0","."},
                {".",".","."}
        };
        // 初始化时遍历一次找到0的初始坐标
        for (int i = 0; i < map.length; i++) {
            for (int j = 0; j < map[i].length; j++) {
                if ("0".equals(map[i][j])) {
                    zeroRow = i;
                    zeroCol = j;
                    break;
                }
            }
        }
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        // 首次打印初始地图
        printMap();
        System.out.println("控制说明：w=上移，s=下移，a=左移，d=右移，输入e退出程序");
        // 循环接收指令
        while (scanner.hasNext()) {
            String input = scanner.next().trim();
            if ("e".equals(input)) {
                System.out.println("程序已退出");
                break;
            }
            move(input);
            printMap();
        }
        scanner.close();
    }

    /**
     * 执行0元素的移动逻辑
     * @param direction 输入的方向指令
     */
    private static void move(String direction) {
        int targetRow = zeroRow;
        int targetCol = zeroCol;
        // 根据指令计算目标坐标
        switch (direction) {
            case "w":
                targetRow--;
                break;
            case "s":
                targetRow++;
                break;
            case "a":
                targetCol--;
                break;
            case "d":
                targetCol++;
                break;
            default:
                System.out.println("无效指令，请输入w/a/s/d控制方向");
                return;
        }
        // 边界校验：目标位置超出矩阵范围则不移动
        if (targetRow < 0 || targetRow >= map.length || targetCol < 0 || targetCol >= map[0].length) {
            System.out.println("移动失败：已到达矩阵边界，无法继续向该方向移动");
            return;
        }
        // 更新矩阵内容
        map[zeroRow][zeroCol] = ".";
        map[targetRow][targetCol] = "0";
        // 更新记录的0坐标
        zeroRow = targetRow;
        zeroCol = targetCol;
    }

    /**
     * 打印当前矩阵地图
     */
    private static void printMap() {
        System.out.println("----------当前地图----------");
        for(int i = 0; i < map.length; i++){
            for(int j = 0; j < map[i].length; j++){
                System.out.print(map[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

使用说明 #

• 运行程序后控制台会先输出初始3*3矩阵，0默认在矩阵中心位置
• 输入对应控制字符后按回车即可触发移动：
  • 输入w：0向上移动一格
  • 输入s：0向下移动一格
  • 输入a：0向左移动一格
  • 输入d：0向右移动一格
  • 输入e：终止程序运行
• 若移动方向超出矩阵边界，控制台会给出错误提示，矩阵状态不会改变
• 每次移动完成后会自动打印最新的矩阵状态，通过分隔线和历史输出做区分，可直观看到0的移动效果

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Laplas