受Raymond Chen帖子的启发，假设你有一个4x4二维数组，写一个函数使它旋转90度。Raymond链接到伪代码中的解决方案，但我想看到一些真实的东西。
[1][2][3][4]
[5][6][7][8]
[9][0][1][2]
[3][4][5][6]
就变成:
[3][9][5][1]
[4][0][6][2]
[5][1][7][3]
[6][2][8][4]
更新:Nick的答案是最直接的，但是有没有比n²更好的方法呢?如果矩阵是10000x10000呢?
当前回答
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]
其他回答
O(1)内存算法:
旋转最外层的数据，然后你可以得到以下结果: [3] [9] [5] [1] [4] [6] [7] [2] [5] [0] [1] [3] [6] [2] [8] [4]
做这个旋转，我们知道
dest[j][n-1-i] = src[i][j]
观察下图: A (0,0) -> A (0,3) A (0,3) -> A (3,3) A (3,3) -> A (3,0) A (3,0) -> A (0,0)
因此它是一个圆，你可以在一个循环中旋转N个元素。做这个N-1循环，然后你可以旋转最外层的元素。
对于2X2，内部也是一样的问题。
因此，我们可以得出如下结论:
function rotate(array, N)
{
Rotate outer-most data
rotate a new array with N-2 or you can do the similar action following step1
}
你可以通过3个简单步骤做到这一点:
1)假设我们有一个矩阵
1 2 3
4 5 6
7 8 9
2)求矩阵的转置
1 4 7
2 5 8
3 6 9
3)交换行得到旋转矩阵
3 6 9
2 5 8
1 4 7
Java源代码:
public class MyClass {
public static void main(String args[]) {
Demo obj = new Demo();
/*initial matrix to rotate*/
int[][] matrix = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } };
int[][] transpose = new int[3][3]; // matrix to store transpose
obj.display(matrix); // initial matrix
obj.rotate(matrix, transpose); // call rotate method
System.out.println();
obj.display(transpose); // display the rotated matix
}
}
class Demo {
public void rotate(int[][] mat, int[][] tran) {
/* First take the transpose of the matrix */
for (int i = 0; i < mat.length; i++) {
for (int j = 0; j < mat.length; j++) {
tran[i][j] = mat[j][i];
}
}
/*
* Interchange the rows of the transpose matrix to get rotated
* matrix
*/
for (int i = 0, j = tran.length - 1; i != j; i++, j--) {
for (int k = 0; k < tran.length; k++) {
swap(i, k, j, k, tran);
}
}
}
public void swap(int a, int b, int c, int d, int[][] arr) {
int temp = arr[a][b];
arr[a][b] = arr[c][d];
arr[c][d] = temp;
}
/* Method to display the matrix */
public void display(int[][] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
System.out.print(arr[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
输出:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
3 6 9
2 5 8
1 4 7
这是一个如今被高估的面试问题。
我的建议是:不要让面试官用他们关于解决这个问题的疯狂建议把你弄糊涂了。使用白板绘制输入数组的索引，然后绘制输出数组的索引。旋转前后的列分度示例如下:
30 --> 00
20 --> 01
10 --> 02
00 --> 03
31 --> 10
21 --> 11
11 --> 12
01 --> 13
注意旋转后的数字模式。
下面提供了一个简洁的Java解决方案。经过测试，它是有效的:
Input:
M A C P
B N L D
Y E T S
I W R Z
Output:
I Y B M
W E N A
R T L C
Z S D P
/**
* (c) @author "G A N MOHIM"
* Oct 3, 2015
* RotateArrayNintyDegree.java
*/
package rotatearray;
public class RotateArrayNintyDegree {
public char[][] rotateArrayNinetyDegree(char[][] input) {
int k; // k is used to generate index for output array
char[][] output = new char[input.length] [input[0].length];
for (int i = 0; i < input.length; i++) {
k = 0;
for (int j = input.length-1; j >= 0; j--) {
output[i][k] = input[j][i]; // note how i is used as column index, and j as row
k++;
}
}
return output;
}
public void printArray(char[][] charArray) {
for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
for (int j = 0; j < charArray[0].length; j++) {
System.out.print(charArray[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
public static void main(String[] args) {
char[][] input =
{ {'M', 'A', 'C', 'P'},
{'B', 'N', 'L', 'D'},
{'Y', 'E', 'T', 'S'},
{'I', 'W', 'R', 'Z'}
};
char[][] output = new char[input.length] [input[0].length];
RotateArrayNintyDegree rotationObj = new RotateArrayNintyDegree();
rotationObj.printArray(input);
System.out.println("\n");
output = rotationObj.rotateArrayNinetyDegree(input);
rotationObj.printArray(output);
}
}
哦，伙计。我一直认为这是一个“我很无聊，我能思考什么”的谜题。我想出了我的原地换位码，但到了这里发现你的和我的几乎一模一样……啊,好。这里是Ruby版本。
require 'pp'
n = 10
a = []
n.times { a << (1..n).to_a }
pp a
0.upto(n/2-1) do |i|
i.upto(n-i-2) do |j|
tmp = a[i][j]
a[i][j] = a[n-j-1][i]
a[n-j-1][i] = a[n-i-1][n-j-1]
a[n-i-1][n-j-1] = a[j][n-i-1]
a[j][n-i-1] = tmp
end
end
pp a
在Eigen (c++)中:
Eigen::Matrix2d mat;
mat << 1, 2,
3, 4;
std::cout << mat << "\n\n";
Eigen::Matrix2d r_plus_90 = mat.transpose().rowwise().reverse();
std::cout << r_plus_90 << "\n\n";
Eigen::Matrix2d r_minus_90 = mat.transpose().colwise().reverse();
std::cout << r_minus_90 << "\n\n";
Eigen::Matrix2d r_180 = mat.colwise().reverse().rowwise().reverse(); // +180 same as -180
std::cout << r_180 << "\n\n";
输出:
1 2
3 4
3 1
4 2
2 4
1 3
4 3
2 1
