3

Estou tentando fazer uma matriz em Python semelhante a este,

inserir a descrição da imagem aqui

mas meu código

inserir a descrição da imagem aqui

esta trazendo o resultado:

inserir a descrição da imagem aqui

import string

def exibir_matriz(matriz):
    for linha in matriz:
        print(linha)

camadas = int(input("Quantas camadas: "))

m = camadas+(camadas+1)

n = m

matriz = []
for i in range(m):
    linha = []
    for j in range(n):
        elemento = string.ascii_uppercase[:1]
        linha.append(elemento)
    matriz.append(linha)
matriz[camadas][camadas] = "*"


exibir_matriz(matriz)

Já tentei adicionar um while ou for, mas só consegui chegar ate aqui.

2
  • import string def exibir_matriz(matriz): for linha in matriz: print(linha) camadas = int(input("Quantas camadas: ")) m = camadas+(camadas+1) matriz = [] for i in range(m): linha = [] for j in range(m): elemento = string.ascii_uppercase[:1] if i == 0 or i == m-1 or j == 0 or j == m-1: linha.append(elemento) else: linha.append('B') matriz.append(linha) matriz[camadas][camadas] = "*" exibir_matriz(matriz)
    – user257461
    Commented 23/09/2021 às 18:28
  • consegui a camada A e B mas a C ainda não
    – user257461
    Commented 23/09/2021 às 18:28

3 Respostas 3

3

Tenho outra ideia de construção desse matriz, apenas compartilhando a minha ideia:

def exibir_matriz(n):
    Alfabeto = ['A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z']
    camadas = []
    camada_temp = []
    n_alfa = 2 * n + 1

    for i in range(n):
        camada_temp.insert(i, Alfabeto[i])
        camada_temp.insert(-i, Alfabeto[i])
        c = camada_temp.copy()
        while len(c) < n_alfa:
            c.insert(i, Alfabeto[i])
        camadas.append(c)

    meio = camadas[n-1].copy()
    meio.pop(n)
    meio.insert(n, '*')

    for camada in camadas:
        print(camada)
    print(meio)
    camadas.reverse()
    for camada in camadas:
        print(camada)

A ideia é que quando a Matriz tem 3 camadas ele tem 4 tipos de camadas:

1 A A A A A A A *tipo1*
2 A B B B B B A *tipo2*
3 A B C C C B A *tipo3*
4 A B C * C B A *tipo4*
5 A B C C C B A *tipo3*
6 A B B B B B A *tipo2*
7 A A A A A A A *tipo1*

Temos alguns padrões:

  • A maioria dos itens são utilizados 2 vezes.
  • A camada do meio é utilizado apenas 1 vez.
  • Número de Alfabetos é igual número de camadas, Por exemplo: 3 camadas tem A, B, C
  • Número de letras por camada é igual 2 * camadas + 1
  • Primeira e a última camada sempre serão apenas A
  • Se enumeramos cada letra: 1-A, 2-B, 3-C. O número da letra é igual o número do indíce onde vai começar a letra da camada do mesmo número:

Exemplo

  • A camada é igual a camada anterior só que substituindo o meio, e deixando a pontas com 1 de cada letra existente:

Exemplo


Com esse padrões podemos criar os 4 tipos de camadas, começando com as camadas que duplicam (tipo1, tipo2, tipo3):

Primeiro é começar a enumerar os Alfabetos, Definir número de letras por camada e uma list de todos os tipos de camadas:

n_alfa = 2 * n + 1
Alfabeto =['A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z']
camadas = []

Então Alfabeto[0] = A, Alfabeto[1] = B e assim por diante.

A ideia de montar todos tipos de camadas é usar uma template de list.

Para criar essa template, podemos notar que inserimos a letra no mesmo número da índice do número da letra:

#1- A
A _ _ _ _ _ A
1 2 3 4 5 6 7

#2- B
A B _ _ _ B A
1 2 3 4 5 6 7

Para inserir no fim apenas utilizamos número negativo da list:

#1- A
A _ _ _ _ _ A
7 6 5 4 3 2 1 (*index* negativo)

#2- B
A B _ _ _ B A
7 6 5 4 3 2 1 (*index* negativo)

E preencher ela com a letra de acordo com o número da camada:

#Camada 1
camada_temp = ['A','A']
#A _ _ _ _ _ A
#Preencher o meio com letra 'A' (Como disse antes 1-A)

#Camada 2
camada_temp = ['A', 'B', 'B', 'A']
#A B _ _ _ B A
# Preencher o meio com letra 'B' (2-B)

E por fim adicionamos esse tipo de camada na list de camadas.

camada_temp = []

for i in range(n):
    camada_temp.insert(i, Alfabeto[i])  #Inserindo Alfabeto no index positivo
    camada_temp.insert(-i, Alfabeto[i]) #Inserindo Alfabeto no index negativo
    c = camada_temp.copy()              #Duplicando a camada

    while len(c) < n_alfa:              #Preenchendo o meio
        c.insert(i, Alfabeto[i])
    camadas.append(c)                   #Adicionando a 'list' de camadas


Agora a camada do meio é igual a último tipo de camada só que substituindo o meio.

Exemplo

O meio é após o número de camadas.

A B C C C B A
A B C * C B A
1 2 3 4 5 6 7
meio = camadas[n-1].copy()
meio.pop(n)
meio.insert(n, '*')

Agora só falta montar a matriz, como criamos de camada 1 a 3 podemos imprimir ordenadamente. Depois o meio e depois imprimimos reversamente. A ordem fica:

1 2 3 meio 3 2 1

for camada in camadas:    #Imprimindo Ordenadamente
    print(camada)

print(meio)               #Meio

camadas.reverse()         #Revertendo a lista

for camada in camadas:    #Imprimindo a lista revertida
    print(camada)

Colocando input:

n = input('Numero de camadas...')
exibir_matriz(n)
1

A ideia geral é primeiro entender a estrutura geral da matriz para diferentes tamanhos, e tentar abstrair uma regra que sirva para qualquer tamanho. Por exemplo, para os tamanhos 2 e 3, temos:

# 2 camadas
A A A A A  0
A B B B A  1
A B * B A  2
A B B B A  3
A A A A A  4

# 3 camadas
A A A A A A A  0
A B B B B B A  1
A B C C C B A  2
A B C * C B A  3
A B C C C B A  4
A B B B B B A  5
A A A A A A A  6

Na última coluna coloquei os índices das linhas.

Repare que na primeira linha (índice zero) só tem a letra "A" (apenas uma letra). Na segunda linha, tem "A" e "B" (duas letras) e assim por diante, até chegar na linha do meio (quando o índice é igual à quantidade de camadas), que terá o asterisco. E depois que passo do meio, a quantidade de letras vai diminuindo, até que chegue na última, que tem somente o "A". A partir daí dá para generalizar um cálculo da quantidade de letras, de acordo com o número da linha.

Depois, em cada linha, começo com "A" e vou avançando até a letra final (que pode ser o próprio "A" na primeira linha, o "B" na segunda, etc), imprimindo cada letra apenas uma vez, exceto pela letra final, que se repete determinado número de vezes (seria o tamanho da matriz menos as demais letras que já foram impressas).

Sendo assim, a generalização ficaria:

from string import ascii_uppercase

def montar_matriz(camadas):
    tamanho = 2 * camadas + 1 # tamanho do quadrado
    matriz = []
    for linha in range(tamanho):
        nova_linha = [] # cria uma nova linha da matriz
        # verifica até que letra deve ter nesta linha (ex: se for 3, deve ter A, B e C na linha)
        if linha <= camadas:
            qtd_letras_linha = linha + 1
        else: # na metade de baixo, o cálculo é um pouquinho mais chato
            qtd_letras_linha = linha % camadas
            if qtd_letras_linha == 0:
                qtd_letras_linha = 1
            else:
                qtd_letras_linha = camadas - qtd_letras_linha + 1

        meio = linha == camadas # estou no meio?
        # primeiro avança N letras, começando pelo "A"
        n = qtd_letras_linha - (2 if meio else 1)
        for j in range(n):
            nova_linha.append(ascii_uppercase[j])
        letra = ascii_uppercase[camadas - 1] # letra final
        # estou no meio, imprime "letra * letra"
        if meio:
            nova_linha.extend([letra, '*', letra])
            n -= 1
        else:
            # mostra a letra X vezes (X é o tamanho da linha menos a quantidade de letras que foi impressa apenas uma vez)
            x = tamanho - (2 * qtd_letras_linha) + 1
            nova_linha.extend([ascii_uppercase[qtd_letras_linha - 1]] * x)
        # mostra as mesmas N letras do primeiro for, mas ao contrário, até terminar no "A"
        for j in range(n, -1, -1):
            nova_linha.append(ascii_uppercase[j])
        # adiciona a linha na matriz
        matriz.append(nova_linha)

    return matriz

def mostrar_matriz(m):
    for linha in m:
        print(' '.join(linha))

Testando para diferentes tamanhos:

for i in range(1, 7):
    print(f'\n{i} camadas:')
    mostrar_matriz(montar_matriz(i))

Saída:

1 camadas:
A A A
A * A
A A A

2 camadas:
A A A A A
A B B B A
A B * B A
A B B B A
A A A A A

3 camadas:
A A A A A A A
A B B B B B A
A B C C C B A
A B C * C B A
A B C C C B A
A B B B B B A
A A A A A A A

4 camadas:
A A A A A A A A A
A B B B B B B B A
A B C C C C C B A
A B C D D D C B A
A B C D * D C B A
A B C D D D C B A
A B C C C C C B A
A B B B B B B B A
A A A A A A A A A

5 camadas:
A A A A A A A A A A A
A B B B B B B B B B A
A B C C C C C C C B A
A B C D D D D D C B A
A B C D E E E D C B A
A B C D E * E D C B A
A B C D E E E D C B A
A B C D D D D D C B A
A B C C C C C C C B A
A B B B B B B B B B A
A A A A A A A A A A A

6 camadas:
A A A A A A A A A A A A A
A B B B B B B B B B B B A
A B C C C C C C C C C B A
A B C D D D D D D D C B A
A B C D E E E E E D C B A
A B C D E F F F E D C B A
A B C D E F * F E D C B A
A B C D E F F F E D C B A
A B C D E E E E E D C B A
A B C D D D D D D D C B A
A B C C C C C C C C C B A
A B B B B B B B B B B B A
A A A A A A A A A A A A A
1
  • 1
    parabens! não reparei esse padrão de lógica.
    – user257461
    Commented 23/09/2021 às 20:37
1

Apenas complementando a resposta dos demais já satisfatória, minha proposta foi construir a matriz de dentro para fora utilizando uma função recursiva desta forma:

import string

def constroi_matriz(matriz, camada_indice, CAMADAS):

  def preenche_linhas_intermediarias():
    for linha in matriz:
      matriz_nova.append([letra, *linha, letra])

  letra = string.ascii_uppercase[CAMADAS - camada_indice]

  linha_constante = [letra] * ((camada_indice * 2) + 1)
  matriz_nova = [linha_constante]

  preenche_linhas_intermediarias()

  matriz_nova.append(linha_constante)

  if camada_indice == CAMADAS:
    return matriz_nova

  return constroi_matriz(matriz_nova, camada_indice + 1, CAMADAS)

def exibir_matriz(camadas):
  for linha in constroi_matriz([['*']], 1, camadas):
    print(' '.join(linha))

exibir_matriz(camadas=int(input("Quantas camadas: ")))

EDIT: Conforme solicitado, esclarecendo o código proposto parte por parte:

  1. Chama-se a função constroi_matriz a partir da função exibe_matriz usando como argumento matriz inicial uma lista aninhada com valor '*' ("raiz" da matriz) — de forma a padronizar o comportamento das chamadas recursivas subsequentes — bem como o valor constante do número de camadas
def exibir_matriz(camadas):
  ...
  constroi_matriz([['*']], 1, camadas)
  ...
exibir_matriz(camadas=int(input("Quantas camadas: ")))
  1. Define-se a variável linha_constante para representar a primeira e última linhas de cada camada adicionada à matriz (a cada chamada de constroi_matriz) e a mesma é atribuída à variável matriz_nova
linha_constante = [letra] * ((camada_indice * 2) + 1)
matriz_nova = [linha_constante]
...
matriz_nova.append(linha_constante)
  1. Itera-se a variável matriz passada a cada chamada da função constroi_matriz em que linha seria o número de linhas da matriz — começando com a "raiz" ['*'] — e a cada uma dessas linhas é adicionado ao começo e final a letra correspondente à nova camada
def preenche_linhas_intermediarias():
  for linha in matriz:
    matriz_nova.append([letra, *linha, letra])
...
preenche_linhas_intermediarias()
  1. Retorna-se a variável matriz_nova quando a camada_indice (ponteiro referente à camada corrente, em formação) for igual ao número de camadas definida inicialmente, encerrando-se a recursão; caso contrário, a matriz modificada é reintroduzida à rotina da função constroi_matriz
if camada_indice == CAMADAS:
  return matriz_nova

return constroi_matriz(matriz_nova, camada_indice + 1, CAMADAS)
  1. Baseando-se na implementação de @hkotsubo, itera-se sobre as listas aninhadas (linhas da matriz), que são escritas individualmente com cada uma das letras separadas por espaço
for linha in constroi_matriz([['*']], 1, camadas):
  print(' '.join(linha))

Finalmente, o resultado da execução tomando como referência a pergunta original com CAMADAS = 3:

>>> exibir_matriz(camadas=3)
A A A A A A A
A B B B B B A
A B C C C B A
A B C * C B A
A B C C C B A
A B B B B B A
A A A A A A A

EDIT 2:

Python 3 (>= 3.5.0)

def constroi_matriz(matriz, camada_indice, CAMADAS):

  def preenche_linhas_intermediarias():
    for linha in matriz:
      matriz_nova.append([letra, *linha, letra])

Python 2 / 3 (< 3.5.0)

def constroi_matriz(matriz, camada_indice, CAMADAS):

  def preenche_linhas_intermediarias():
    for linha in matriz:
      linha_lista = [letra]
      linha_lista.extend(linha)
      linha_lista.append(letra)

      matriz_nova.append(linha_lista)
3
  • 1
    Poderia detalhar melhor o funcionamento?
    – Danizavtz
    Commented 29/09/2021 às 19:53
  • 1
    @Danizavtz Detalhamento adicionado, se ainda estiver insuficiente fico à disposição para quaisquer esclarecimento e/ou revisão.
    – Rfroes87
    Commented 29/09/2021 às 23:19
  • 1
    Deu certo eu que digitei errado: ideone.com/D4YfYB Commented 24/01/2022 às 15:41

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