# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>

/*  以下為方向設定 */

# define DIR_RIGHT  0     
# define DIR_DOWN   1
# define DIR_LEFT   2
# define DIR_UP     3
# define DIR_MODE   4 


/*     參數說明
 *     N , 螺旋方陣的最大階數
 *     n , 映射子矩陣的階數 
 *     n_s , 遞歸遍歷螺旋矩陣時,當前計數的值 
 *     arr , 映射矩陣 
 *     row_s , 本次遍歷 , 映射矩陣的開始行
 *     col_s , 本次遍歷 , 映射矩陣的開始列
 *     無返回值 , 遞歸遍歷 
*/
void SortArr( int N , int n , int n_s , int ** arr , int row_s , int col_s );


void PrintArr( int n , int ** arr );

int main( int argc , char * argv[] )
{
    int N ;  /*  螺旋方陣的階數*/
    int ** arr ; /*  映射矩陣  */
    printf("Input(N必須大于0)  N=");
    scanf("%d",&N);
        
    /*  為映射矩陣的存儲分配空間  */    
    arr = (int **)malloc(N*sizeof(int *));
    for( int i = 0 ; i < N ; i++ )
    {
         arr[i] = (int *)malloc(N*sizeof(int));
    }  
    
    /*  為映射矩陣的存儲分配空間  */      
    for( int i = 0 ; i < N ; i++ )
       for( int j = 0 ; j < N ; j++ )
           arr[i][j] = 0 ;
    
    /*  遞歸遍歷螺旋方陣填充映射矩陣  */      
    SortArr( N , N , 1 , arr , 0 , 0 );  
    
    /*  打印映射矩陣  */  
    PrintArr( N , arr );
    
    system("pause");  
    return 0 ;
}


void SortArr( int N , int n , int n_s , int ** arr , int row_s , int col_s )  //  圍繞遞歸解法 , 從 0 , 0 開始
{
    if( n_s > N*N ) return ;   

    int row = row_s ;
    int col = col_s ;
    int c = n_s ;

    col = col - 1 ;    
    for( int i = 0 ; i < n ; i++ )    //  從子矩陣的第1行開始向右遍歷 
    {
         col = col + 1 ;         
         arr[row][col] = c ;
         if( c >= N*N ) return ;   // 當前值大于螺旋矩陣的最大值,則跳出 
         c = c + 1 ;
    }
    
    for( int i = 0 ; i < n-1 ; i++ )   //  從子矩陣的最右列第2行開始向下遍歷 
    {
         row = row + 1 ;         
         arr[row][col] = c ;
         if( c >= N*N ) return ;         
         c = c + 1 ;
    }

    for( int i = 0 ; i < n-1 ; i++ )   //  從子矩陣的最后一行的右側開始向左遍歷 
    {
         col = col - 1 ;
         arr[row][col] = c ;
         if( c >= N*N ) return ;         
         c = c + 1 ;
    }
    
    for( int i = 0 ; i < n-2 ; i++ )   //  從子矩陣的最左列從下向上遍歷 
    {
         row = row - 1 ;
         arr[row][col] = c ;
         if( c >= N*N ) return ;         
         c = c + 1 ;
    }
    
    PrintArr( N , arr );   /*  追蹤映射數組的填充情況 */
        
    SortArr( N , n - 2 , c , arr , row  , col + 1 );
} 
    
    

void PrintArr( int n , int ** arr )   //  打印矩陣函數 
{
     printf("****************************************\n");
     for( int i = 0 ; i < n ; i++ )
     {
          for( int j = 0 ; j < n ; j++ )
          {
               printf("    %d" , arr[i][j] );
          }
          printf("\n");
     }
     printf("****************************************\n");
}