/* file name : oddMagic.c */
/* 奇數魔術方陣實作 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 15         /* 矩陣最大為15 x 15 */
void Magic(void);

int Square[MAX][MAX];  /* 定義整數矩陣v */
int N;                 /* 矩陣行列大小變數 */

int main()
{
    int i,j;

    /* 讀取魔術矩陣的大小 N,N 為奇數且0 < N <= 15 */
    do {
        printf("\n請輸入奇數的矩陣: ");
        scanf("%d", &N);
        if (N % 2 == 0 || N <= 0 || N > 15)
            printf("Should be > 0 and <= 15 odd number");
        else
            break;
    } while (1);


    Magic();  /* 將square 變為 N x N 的魔術矩陣 */

    /* 顯示魔術矩陣結果 */
    printf("\nThe %d*%d Magic Matrix\n", N, N);
    for (i = 1; i <= 5*N; i++)
        printf("-");
    printf("\n");
    
    for (i = 0; i < N; i++) {
        for (j = 0; j < N; j++)
            printf("%5d",Square[i][j]);
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

void Magic()
{
    int i,j,p,q,key;

    /* 初始化矩陣內容,矩陣全部清 0 */
    for (i = 0; i < N; i++)
        for (j = 0; j < N; j++)
            Square[i][j] = 0;

    Square[0][(N-1) /2] = 1; /* 將1放至最上列中間位置 */
    key = 2;
    i = 0;
    j = (N-1) / 2;           /* i, j 記錄目前所在位置 */

    while (key <= N*N) {
        p = (i-1) % N;       /* p, q為下一步位置, i, j各減 1 表示往西北角移動 */
        q = (j-1) % N;
        /* p < 0 (超出方陣上方)*/
        if (p < 0)  
            p = N - 1; /* 則將 p 移至 N-1(最下列) */
        if (q < 0)  
	     q = N - 1; /* q < 0 (超出方陣左方) */

        /* 則將q 移至N -1(最右行) */
        if (Square[p][q] != 0) /* 判斷下一步是否已有數字 */
            i = (i + 1) % N;   /* 已有則 i 往下 ( 填在原值下方 */
        else {
            i = p;  /* 將下一步位置指定給目前位置 */
            j = q;
        }
        Square[i][j] = key;
        key++;
    }
}