这里有大量的好代码，但我只是想以几何形式展示，这样你就能更好地理解代码逻辑。以下是我的处理方法。

首先，不要把这和换位相混淆，换位是很容易的。

基本的想法是把它当作层，我们一次旋转一个层。

假设我们有一辆4x4

1   2   3   4
5   6   7   8
9   10  11  12
13  14  15  16

当我们顺时针旋转90度，我们得到

13  9   5   1
14  10  6   2   
15  11  7   3
16  12  8   4

我们来分解它，首先旋转这四个角

1           4


13          16

然后我们旋转下面这个有点歪斜的菱形

    2
            8
9       
        15

然后是第二个斜菱形

        3
5           
            12
    14

这就搞定了外缘基本上我们一次做一个壳层直到

最后是中间的方块(如果是奇数则是最后一个不动的元素)

6   7
10  11

现在我们来算出每一层的指标，假设我们总是在最外层工作，我们正在做

[0,0] -> [0,n-1], [0,n-1] -> [n-1,n-1], [n-1,n-1] -> [n-1,0], and [n-1,0] -> [0,0]
[0,1] -> [1,n-1], [1,n-2] -> [n-1,n-2], [n-1,n-2] -> [n-2,0], and [n-2,0] -> [0,1]
[0,2] -> [2,n-2], [2,n-2] -> [n-1,n-3], [n-1,n-3] -> [n-3,0], and [n-3,0] -> [0,2]

等等等等 直到我们走到边缘的一半

所以总的来说模式是

[0,i] -> [i,n-i], [i,n-i] -> [n-1,n-(i+1)], [n-1,n-(i+1)] -> [n-(i+1),0], and [n-(i+1),0] to [0,i]

这是一个空间旋转方法，由java编写，只适用于正方形。对于非正方形的2d数组，无论如何都必须创建新数组。

private void rotateInSpace(int[][] arr) {
    int z = arr.length;
    for (int i = 0; i < z / 2; i++) {
        for (int j = 0; j < (z / 2 + z % 2); j++) {
            int x = i, y = j;
            int temp = arr[x][y];
            for (int k = 0; k < 4; k++) {
                int temptemp = arr[y][z - x - 1];
                arr[y][z - x - 1] = temp;
                temp = temptemp;

                int tempX = y;
                y = z - x - 1;
                x = tempX;
            }
        }
    }
}

通过创建新数组旋转任何大小的2d数组的代码:

private int[][] rotate(int[][] arr) {
    int width = arr[0].length;
    int depth = arr.length;
    int[][] re = new int[width][depth];
    for (int i = 0; i < depth; i++) {
        for (int j = 0; j < width; j++) {
            re[j][depth - i - 1] = arr[i][j];
        }
    }
    return re;
}

从线性的角度来看，考虑以下矩阵:

    1 2 3        0 0 1
A = 4 5 6    B = 0 1 0
    7 8 9        1 0 0

现在求A

     1 4 7
A' = 2 5 8
     3 6 9

考虑A'对B的作用，或B对A'的作用。 分别为:

      7 4 1          3 6 9
A'B = 8 5 2    BA' = 2 5 8
      9 6 3          1 4 7

这对任何nxn矩阵都是可展开的。 在代码中快速应用这个概念:

void swapInSpace(int** mat, int r1, int c1, int r2, int c2)
{
    mat[r1][c1] ^= mat[r2][c2];
    mat[r2][c2] ^= mat[r1][c1];
    mat[r1][c1] ^= mat[r2][c2];
}

void transpose(int** mat, int size)
{
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        for (int j = (i + 1); j < size; j++)
        {
            swapInSpace(mat, i, j, j, i);
        }
    }
}

void rotate(int** mat, int size)
{
    //Get transpose
    transpose(mat, size);

    //Swap columns
    for (int i = 0; i < size / 2; i++)
    {
        for (int j = 0; j < size; j++)
        {
            swapInSpace(mat, i, j, size - (i + 1), j);
        }
    }
}

这是Java中的一个更好的版本:我已经为一个具有不同宽度和高度的矩阵制作了它

H是旋转后矩阵的高度 W是旋转后矩阵的宽度

public int[][] rotateMatrixRight(int[][] matrix)
{
    /* W and H are already swapped */
    int w = matrix.length;
    int h = matrix[0].length;
    int[][] ret = new int[h][w];
    for (int i = 0; i < h; ++i) {
        for (int j = 0; j < w; ++j) {
            ret[i][j] = matrix[w - j - 1][i];
        }
    }
    return ret;
}


public int[][] rotateMatrixLeft(int[][] matrix)
{
    /* W and H are already swapped */
    int w = matrix.length;
    int h = matrix[0].length;   
    int[][] ret = new int[h][w];
    for (int i = 0; i < h; ++i) {
        for (int j = 0; j < w; ++j) {
            ret[i][j] = matrix[j][h - i - 1];
        }
    }
    return ret;
}

此代码基于Nick Berardi的帖子。

private static int[][] rotate(int[][] matrix, int n) {
    int[][] rotated = new int[n][n];
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            rotated[i][j] = matrix[n-j-1][i];
        }
    }
    return rotated;
}

在python中:

import numpy as np

a = np.array(
    [
        [1, 2, 3, 4],
        [5, 6, 7, 8],
        [9, 0, 1, 2],
        [3, 4, 5, 6]
    ]
)

print(a)
print(b[::-1, :].T)