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
当前所有的解决方案都有O(n^2)开销作为临时空间(这不包括那些肮脏的OOP骗子!)这里有一个内存占用为O(1)的解决方案，将矩阵原地右转90度。该死的延展性，这玩意儿跑得很快!
#include <algorithm>
#include <cstddef>
// Rotates an NxN matrix of type T 90 degrees to the right.
template <typename T, size_t N>
void rotate_matrix(T (&matrix)[N][N])
{
for(size_t i = 0; i < N; ++i)
for(size_t j = 0; j <= (N-i); ++j)
std::swap(matrix[i][j], matrix[j][i]);
}
免责声明:我实际上并没有测试这个。让我们玩打虫游戏吧!
其他回答
一些人已经举了一些例子，其中涉及到创建一个新数组。
还有一些需要考虑的事情:
(a)不实际移动数据，只需以不同的方式遍历“旋转”的数组。
(b)就地轮换可能有点棘手。您需要一点空白的地方(大概相当于一行或一列的大小)。有一篇古老的ACM论文是关于进行原地转置的(http://doi.acm.org/10.1145/355719.355729)，但是他们的示例代码是令人讨厌的充满goto的FORTRAN。
附录:
http://doi.acm.org/10.1145/355611.355612是另一种更优越的就地转置算法。
这是我对矩阵90度旋转的尝试，这是c中的2步解决方案，首先转置矩阵，然后交换cols。
#define ROWS 5
#define COLS 5
void print_matrix_b(int B[][COLS], int rows, int cols)
{
for (int i = 0; i <= rows; i++) {
for (int j = 0; j <=cols; j++) {
printf("%d ", B[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
void swap_columns(int B[][COLS], int l, int r, int rows)
{
int tmp;
for (int i = 0; i <= rows; i++) {
tmp = B[i][l];
B[i][l] = B[i][r];
B[i][r] = tmp;
}
}
void matrix_2d_rotation(int B[][COLS], int rows, int cols)
{
int tmp;
// Transpose the matrix first
for (int i = 0; i <= rows; i++) {
for (int j = i; j <=cols; j++) {
tmp = B[i][j];
B[i][j] = B[j][i];
B[j][i] = tmp;
}
}
// Swap the first and last col and continue until
// the middle.
for (int i = 0; i < (cols / 2); i++)
swap_columns(B, i, cols - i, rows);
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int B[ROWS][COLS] = {
{1, 2, 3, 4, 5},
{6, 7, 8, 9, 10},
{11, 12, 13, 14, 15},
{16, 17, 18, 19, 20},
{21, 22, 23, 24, 25}
};
matrix_2d_rotation(B, ROWS - 1, COLS - 1);
print_matrix_b(B, ROWS - 1, COLS -1);
return 0;
}
虽然旋转数据可能是必要的(也许是为了更新物理存储的表示)，但在数组访问上添加一层间接层(也许是一个接口)会变得更简单，可能更性能:
interface IReadableMatrix
{
int GetValue(int x, int y);
}
如果你的矩阵已经实现了这个接口，那么它可以通过这样一个装饰器类来旋转:
class RotatedMatrix : IReadableMatrix
{
private readonly IReadableMatrix _baseMatrix;
public RotatedMatrix(IReadableMatrix baseMatrix)
{
_baseMatrix = baseMatrix;
}
int GetValue(int x, int y)
{
// transpose x and y dimensions
return _baseMatrix(y, x);
}
}
旋转+90/-90/180度，水平/垂直翻转和缩放都可以以这种方式实现。
Performance would need to be measured in your specific scenario. However the O(n^2) operation has now been replaced with an O(1) call. It's a virtual method call which is slower than direct array access, so it depends upon how frequently the rotated array is used after rotation. If it's used once, then this approach would definitely win. If it's rotated then used in a long-running system for days, then in-place rotation might perform better. It also depends whether you can accept the up-front cost.
与所有性能问题一样，测量，测量，测量!
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。
Nick的答案也适用于NxM阵列，只需要做一点修改(与NxN相反)。
string[,] orig = new string[n, m];
string[,] rot = new string[m, n];
...
for ( int i=0; i < n; i++ )
for ( int j=0; j < m; j++ )
rot[j, n - i - 1] = orig[i, j];
考虑这个问题的一种方法是将轴(0,0)的中心从左上角移动到右上角。你只是简单地从一个转置到另一个。
