如何在NxN矩阵中检测水平、垂直、斜向的4个相同连续字母序列？

现有如下NxN矩阵：

需要开发一个函数，接收如下格式的数组参数：

$dna = array("ATGCGA", "CAGTGC", "TTATGT", "AGAAGG", "CCCCTA", "TCACTG");

要求遍历矩阵，找出所有4个相同且连续排列的字母的匹配项，包含水平、垂直、斜向三种方向。目前已经实现了水平方向的检测功能，现有代码如下：

<?php
$dna = array(
    array("A", "T", "G", "C", "G", "A"),
    array("C", "A", "G", "T", "G", "C"),
    array("T", "T", "A", "T", "G", "T"),
    array("A", "G", "A", "A", "G", "G"),
    array("C", "C", "C", "C", "T", "A"),
    array("T", "C", "A", "C", "T", "G"),
);
function check($dna)
{
    $fu = 0;
    foreach ($dna as $x) {
        for ($i = 0, $j = 1; $i < count($x); $i++, $j++) {
            if ($j < count($x)) {
                if ($x[$i] == $x[$j])
                    $fu++;
            }
        }

        if ($fu >= 4) {
            echo "equal<br>";
            $fu = 0;
        } else
            echo "different<br>";
    }
}
check($dna);

你现有水平检测的逻辑存在小问题：4个连续相同的字符只会产生3次相邻相等的匹配，判断条件$fu >=4会漏判，需要先调整为$fu >=3。
要补充垂直和斜向检测，最简洁的方式是预先定义所有需要检查的方向增量，复用同一套检测逻辑，不需要写多套重复代码。完整实现代码如下：

<?php
function checkDna($dna) {
    $n = count($dna);
    // 入参兼容：不管传入字符串数组还是拆分好的二维字符数组都可处理
    $matrix = [];
    foreach ($dna as $row) {
        $matrix[] = is_array($row) ? $row : str_split($row);
    }
    // 四个方向增量：水平右、垂直下、右下斜、右上斜，覆盖所有连续排列场景
    $directions = [[0, 1], [1, 0], [1, 1], [1, -1]];
    $matchCount = 0;

    // 遍历所有单元格作为匹配起点
    for ($i = 0; $i < $n; $i++) {
        for ($j = 0; $j < $n; $j++) {
            $currentChar = $matrix[$i][$j];
            // 逐个方向校验
            foreach ($directions as $dir) {
                $dx = $dir[0];
                $dy = $dir[1];
                // 提前判断沿当前方向走3步是否超出矩阵边界，过滤无效起点
                $endX = $i + 3 * $dx;
                $endY = $j + 3 * $dy;
                if ($endX < 0 || $endX >= $n || $endY <0 || $endY >= $n) {
                    continue;
                }
                // 检查连续4个字符是否完全相同
                $isMatch = true;
                for ($k = 1; $k < 4; $k++) {
                    if ($matrix[$i + $k*$dx][$j + $k*$dy] != $currentChar) {
                        $isMatch = false;
                        break;
                    }
                }
                if ($isMatch) {
                    $matchCount++;
                    // 不需要统计重复匹配可以在这里break掉方向循环
                }
            }
        }
    }
    // 可根据需求调整返回值：返回匹配总数，或者是否存在匹配
    return $matchCount > 0;
}

// 测试用例
$dna = array("ATGCGA", "CAGTGC", "TTATGT", "AGAAGG", "CCCCTA", "TCACTG");
var_dump(checkDna($dna)); // 测试用例存在水平连续的CCCC，返回true

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rodrigo Ruiz