การพิมพ์ข้อความในรูปแบบซิกแซก

โจทย์

กำหนดสตริงและจำนวนเต็มหนึ่งค่า เขียนโปรแกรมที่จะแปลงสตริงนั้นให้อยู่ในรูปแบบซิกแซกตามจำนวนแถวที่กำหนด สตริงจะถูกอ่านทีละแถวเพื่อสร้างสตริงที่แปลงแล้ว โปรแกรมควรรับสตริงและจำนวนเต็มเป็นอินพุต สตริงควรถูกจัดเรียงให้อยู่ในรูปแบบซิกแซกข้ามแถวตามจำนวนแถวที่กำหนด เช่น หากกำหนดสตริงเป็น “PAYPALISHIRING” และ numRows = 3

โค้ด

import java.util.Scanner;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String text = scanner.nextLine();
        int rows = scanner.nextInt();
 
        if (rows == 1) {
            System.out.println(text);
        } else {
            for (int i = 0; i < rows; i++) {
                int spacer = rows - i;
 
                int n = 0;
                int extractIndex = i;
 
                while (extractIndex < text.length()) {
                    char c = text.charAt(extractIndex);
                    System.out.print(c);
 
                    n++;
                    extractIndex = (i == 0 || i == rows - 1) ? extractIndex + rows + 1 : spacer * n + 1;
                }
            }
        }
    }
}

คำอธิบาย

ขั้นตอนที่ 1: การเริ่มต้นโปรแกรม

import java.util.Scanner;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

• โค้ดเริ่มต้นด้วยการ import คลาส Scanner ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ช่วยให้เราสามารถรับข้อมูลจากผู้ใช้ได้
• เราสร้างคลาสชื่อ Main และกำหนดเมธอด main ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของโปรแกรม
• เราสร้างตัวแปร scanner เพื่อใช้รับข้อมูลจากผู้ใช้

ขั้นตอนที่ 2: การรับข้อมูลจากผู้ใช้

String text = scanner.nextLine();
int rows = scanner.nextInt();

• เราใช้ scanner.nextLine() เพื่อรับข้อความจากผู้ใช้ และเก็บไว้ในตัวแปร text
• เราใช้ scanner.nextInt() เพื่อรับจำนวนแถวจากผู้ใช้ และเก็บไว้ในตัวแปร rows

ขั้นตอนที่ 3: การตรวจสอบกรณีพิเศษ

if (rows == 1) {
    System.out.println(text);
} else {
    // โค้ดสำหรับกรณีที่มีมากกว่า 1 แถว
}

• ถ้าจำนวนแถวเป็น 1 เราแค่แสดงข้อความเดิมออกมา เพราะไม่ต้องจัดรูปแบบใหม่
• ถ้าไม่ใช่ เราจะดำเนินการจัดรูปแบบซิกแซก

ขั้นตอนที่ 4: การจัดรูปแบบซิกแซก

for (int i = 0; i < rows; i++) {
    int spacer = rows - i;
 
    int n = 0;
    int extractIndex = i;
 
    while (extractIndex < text.length()) {
        char c = text.charAt(extractIndex);
        System.out.print(c);
 
        n++;
        extractIndex = (i == 0 || i == rows - 1) ? extractIndex + rows + 1 : spacer * n + 1;
    }
}

นี่คือส่วนหลักของโปรแกรม ที่ทำการจัดรูปแบบซิกแซก:

1. เราวนลูปตามจำนวนแถว (rows)
2. สำหรับแต่ละแถว:
   • เราคำนวณ spacer ซึ่งเป็นระยะห่างระหว่างตัวอักษรในแถวนั้นๆ
   • เราใช้ extractIndex เพื่อเก็บตำแหน่งของตัวอักษรที่จะดึงออกมา
   • เราวนลูปภายในเพื่อดึงตัวอักษรจากข้อความเดิม:
     • ดึงตัวอักษรและแสดงผล
     • คำนวณตำแหน่งถัดไปที่จะดึงตัวอักษร:
       • สำหรับแถวแรกและแถวสุดท้าย: ข้ามไป rows + 1 ตำแหน่ง
       • สำหรับแถวอื่นๆ: ใช้สูตร spacer * n + 1

ทำไมต้องใช้ extractIndex?

extractIndex เป็นตัวแปรสำคัญในการแปลงข้อความเป็นรูปแบบซิกแซก มันทำหน้าที่เป็น “ตัวชี้” ที่บอกว่าเราควรดึงตัวอักษรจากตำแหน่งใดในข้อความต้นฉบับ การใช้ extractIndex ช่วยให้เราสามารถ:

1. เลือกตัวอักษรที่ถูกต้องสำหรับแต่ละตำแหน่งในรูปแบบซิกแซก
2. ข้ามตัวอักษรที่ไม่ควรอยู่ในแถวปัจจุบัน
3. สร้างรูปแบบซิกแซกโดยไม่ต้องสร้างตารางจริงๆ ซึ่งประหยัดหน่วยความจำ

วิธีการทำงานของ extractIndex

extractIndex = (i == 0 || i == rows - 1) ? extractIndex + rows + 1 : spacer * n + 1;

นี่คือส่วนสำคัญที่คำนวณ extractIndex ถัดไป มาดูวิธีการทำงานกัน:

กรณีที่ 1: แถวแรกและแถวสุดท้าย (i == 0 หรือ i == rows - 1)

สำหรับแถวแรกและแถวสุดท้าย เราใช้:

extractIndex = extractIndex + rows + 1

• ทำไม? เพราะในแถวแรกและแถวสุดท้าย ตัวอักษรจะห่างกันเท่าๆ กันเสมอ
• ระยะห่างนี้เท่ากับ rows + 1 เพราะ:
• rows คือจำนวนแถวทั้งหมด
• +1 เพราะเราต้องนับรวมตัวอักษรในแถวปัจจุบันด้วย

ตัวอย่าง: ถ้า rows = 3 ตัวอักษรในแถวแรกจะห่างกัน 4 ตำแหน่ง (3 + 1)

กรณีที่ 2: แถวกลาง (i ไม่ใช่ 0 และไม่ใช่ rows - 1)

สำหรับแถวกลาง เราใช้:

extractIndex = spacer * n + 1

• spacer = rows - i คือระยะห่างระหว่างตัวอักษรในแถวนั้นๆ
• n เป็นตัวนับว่าเรากำลังหาตัวอักษรตัวที่เท่าไหร่ในแถวนั้น
• +1 เพื่อปรับให้ตรงกับตำแหน่งจริงในข้อความ (เพราะข้อความเริ่มที่ตำแหน่ง 0)

ทำไมต้องใช้สูตรนี้? เพราะในแถวกลาง ตัวอักษรจะสลับระหว่าง “ลงมา” และ “ขึ้นไป” ในรูปแบบซิกแซก

ตัวอย่างการทำงาน

สมมติว่าเรามีข้อความ “PAYPALISHIRING” และ rows = 3

1. แถวที่ 1 (i = 0):

• ตัวอักษร: P _ _ A _ _ H _ _ N
• extractIndex: 0, 4, 8, 12 (ห่างกัน 4 ตำแหน่ง)

2. แถวที่ 2 (i = 1):

• ตัวอักษร: A _ P _ L _ S _ I _ G
• extractIndex: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 (สลับระหว่างห่าง 2 และ 4 ตำแหน่ง)

3. แถวที่ 3 (i = 2):

• ตัวอักษร: Y _ _ I _ _ R
• extractIndex: 2, 6, 10 (ห่างกัน 4 ตำแหน่ง)

หลักการทำงาน