//p5magic.c  --- 如之前各範例, 要用立委工程轉包概念: 拆成 function !
// 請故意輸入 2 或 38 看看會怎樣?
/// @CopyLeft by tsaiwn@cs.nctu.edu.tw
/// Last modified date and time:  2010/10/24  11:15
/// Original creation date and time:  2010/10/11 16:15
////////////
// 注意: magOdd( )負責奇數階, mag4k()負責偶數階; 
// 共用 array x[N_MAX][N_MAX]; 此外, 也共用 int n; 代表 n 階;
// 還有, 用來印出 magic square 部分則抽出來寫成function 共用
// 還有還有, 四的倍數階另寫 isOnDiag(r, c) 查看 x[r][c] 有沒在對角線
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N_MAX 19
int n;  // 注意這 n 是 int, 以前是用 long, 現在故意改用 int
   // 注意我們故意把 Global array x 寫在 main( )後則 main()看不到!
  //  (注意)  atol( ), atoi( ),  以及 atof( ) 都宣告在 <stdlib.h>
long getLong(void);  // 先宣告(聲明)會寫一個 getLong( ) function �
void magOdd(int);  // for 奇數階 Magic Square
void mag4k(int); // for order = 4k where k = 1, 2, 3, ... 
void ggyy(int n) {
    printf("Sorry, can NOT process order n = %d\n", n);
    printf(" Please try order = 3.. %d\n", N_MAX);
}
int main(  ) {   // 大多數 main program 都這樣開頭
     for( ;; ) {   //   (注意) Loop forever
         printf("Magic Square of order n, Give me n: ");
         n = (int)getLong(  );  // 寫成函數(function;函式)是很好的習慣
         if(feof(stdin)) n = -1;  // force to terminate if EOF
         if(n == 0) n = 4;  // default order = 4 for fun :-)
         if( n < 0 ) break;    //  若是負數就停 ! 注意可改用別的方法
         if((n < 3) || (n > N_MAX) ) {   // n 不符合規定 !
             ggyy(n);
             continue;  // will goto top of the Loop, 即 for(;;)
         }
         if( (n%2) == 1) magOdd(n);  // 奇數階 
         else if( (n%4) == 0) mag4k(n);  // order = 4k where k=1,2,...
         else {
            ggyy(n);   // 想一想, why 此處不需用 continue; ???
         }
         //  (注意) 可以問 user 要不要繼續?
     } // while  
     printf("Bye bye!\nHit RETURN key ..."); 
     getchar( );  // 企圖讀取一個 char, 讓程式停著等 User 按 RETURN 鍵
     return  0;    //   告知作業系統(OS)表示我們這主程式正常結束
}// main(
long getLong( ) {     // 以後要改輸入的方法只要改這 function 就可 :-)
    static char buf[99];   // a string buffer for input;  why "static" ?
    double ans;
    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);   // stdin 就是鍵盤, 要記得含入 <stdio.h>
    ans = atol(buf);    // 從字串中讀出 long 整數 (long)
           ////// 若是實數就把 atol 改為 atof  這也是別人寫好的函數(函式)
    return ans;
}
int x[N_MAX][N_MAX];   // 寫在這 主程式 main( ) 看不到 :-)
int i, j, k;  // 給以下 functions 用於  Loop 控制變數 :-)
    //.. 當然也可以在 functions 內自己另外定義變數 
void printARY(int n); // 先宣告就可用了, 內容定義則後面再來寫
void magOdd(int n) {   // 可以用上面的 int x[ ] [ ]
    int i, k, row, col, hand=0;
    printf("Magic square of ORDer = %d\n", n);
    row = -1;  // above the top row
    col = n/2;  // in the middle
    for(i=1; i <= n; ++i) {  // 做 n 次
        ++row; ++hand; x[row][col]=hand;
        for(k=0; k< n-1; ++k) {  // 這樣也是做 n 次
            --row; if(row<0) row = n-1;  // wrap around
            col++; if(col>= n) col = 0;  //跑到右邊要捲回左邊
            x[row][col]= ++hand;  // 這裡 ++ 要寫左邊才對 !
        }//for k
    }//for i
    printARY(n);
}// magOdd(
 /// /////////
int isOnDiag(int, int);  // 先宣告, 名稱用 Java 的習慣 :)
void mag4k(int n) {     // 可以用上面的 int x[ ] [ ]
    int i, k, sum, hand=0;
    printf("Magic square of order = %d\n", n);
    if( n%4 != 0) return;  // 防呆  :-)
    sum = 1 + n*n;   // (最小 + 最大) 放 sum 備用
    for(i=0; i < n; ++i) {  // 這次一定要 0 .. n-1
        for(k=0; k < n; ++k) {  // 也是 0 .. n-1
           ++hand; x[i][k]=hand;  // 先放這個 
           if(isOnDiag(i,k)) x[i][k] = sum - hand;
        }//for k
    }//for i
    printARY(n);
}// mag4k(
void printARY(int n) {
    int i, k;
    for(i=0; i<n; ++i) {
        for(k=0; k < n; ++k) printf("%4d ", x[i][k]);
        printf("\n");
    }//for i
}//void printARY
int isOnDiag(int r, int c) {  // row, col 
    r = r % 4;  c = c % 4;   // 對應到左上角的4x4方陣
    if(r == c) return 1;  // yes on 往右斜的對角線
    if(r+c == 3) return 1;  // 在往左斜的對角線
    return 0;  // 沒在對角線
}
/******
D:\testc>path c:\Dev-Cpp\bin;%path%
D:\testc>gcc p5magic.c
D:\testc>a
Magic Square of order n, Give me n: 2
Sorry, can NOT process order n = 2
 Please try order = 3.. 19
Magic Square of order n, Give me n: 38
Sorry, can NOT process order n = 38
 Please try order = 3.. 19
Magic Square of order n, Give me n: 5
Magic square of ORDer = 5
  17   24    1    8   15
  23    5    7   14   16
   4    6   13   20   22
  10   12   19   21    3
  11   18   25    2    9
Magic Square of order n, Give me n: 4
Magic square of order = 4
  16    2    3   13
   5   11   10    8
   9    7    6   12
   4   14   15    1
Magic Square of order n, Give me n: 3
Magic square of ORDer = 3
   8    1    6
   3    5    7
   4    9    2
Magic Square of order n, Give me n: 8
Magic square of order = 8
  64    2    3   61   60    6    7   57
   9   55   54   12   13   51   50   16
  17   47   46   20   21   43   42   24
  40   26   27   37   36   30   31   33
  32   34   35   29   28   38   39   25
  41   23   22   44   45   19   18   48
  49   15   14   52   53   11   10   56
   8   58   59    5    4   62   63    1
Magic Square of order n, Give me n: 99
Sorry, can NOT process order n = 99
 Please try order = 3.. 19
Magic Square of order n, Give me n: -1
Bye bye!
Hit RETURN key ...

D:\testc>
**********************/