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
下面是Java语言:
public static void rotateInPlace(int[][] m) {
for(int layer = 0; layer < m.length/2; layer++){
int first = layer;
int last = m.length - 1 - first;
for(int i = first; i < last; i ++){
int offset = i - first;
int top = m[first][i];
m[first][i] = m[last - offset][first];
m[last - offset][first] = m[last][last - offset];
m[last][last - offset] = m[i][last];
m[i][last] = top;
}
}
}
其他回答
可以做递归相当干净，这里是我的实现在golang!
在没有额外内存的情况下递归地旋转go golang中的NXN矩阵
func rot90(a [][]int) {
n := len(a)
if n == 1 {
return
}
for i := 0; i < n; i++ {
a[0][i], a[n-1-i][n-1] = a[n-1-i][n-1], a[0][i]
}
rot90(a[1:])
}
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);
}
}
}
我的c#示例代码的伟大算法发送@dimple:
/* Author: Dudi,
* http://www.tutorialspoint.com/compile_csharp_online.php?PID=0Bw_CjBb95KQMYm5qU3VjVGNuZFU */
using System.IO;
using System;
class Program
{
static void Main()
{
Console.WriteLine("Rotating this matrix by 90+ degree:");
int[,] values=new int[3,3]{{1,2,3}, {4,5,6}, {7,8,9}};
//int[,] values=new int[4,4]{{101,102,103, 104}, {105,106, 107,108}, {109, 110, 111, 112}, {113, 114, 115, 116}};
print2dArray(ref values);
transpose2dArray(ref values);
//print2dArray(ref values);
reverse2dArray(ref values);
Console.WriteLine("Output:");
print2dArray(ref values);
}
static void print2dArray(ref int[,] matrix){
int nLen = matrix.GetLength(0);
int mLen = matrix.GetLength(1);
for(int n=0; n<nLen; n++){
for(int m=0; m<mLen; m++){
Console.Write(matrix[n,m] +"\t");
}
Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
}
static void transpose2dArray(ref int[,] matrix){
int nLen = matrix.GetLength(0);
int mLen = matrix.GetLength(1);
for(int n=0; n<nLen; n++){
for(int m=0; m<mLen; m++){
if(n>m){
int tmp = matrix[n,m];
matrix[n,m] = matrix[m,n];
matrix[m,n] = tmp;
}
}
}
}
static void reverse2dArray(ref int[,] matrix){
int nLen = matrix.GetLength(0);
int mLen = matrix.GetLength(1);
for(int n=0; n<nLen; n++){
for(int m=0; m<mLen/2; m++){
int tmp = matrix[n,m];
matrix[n,m] = matrix[n, mLen-1-m];
matrix[n,mLen-1-m] = tmp;
}
}
}
}
/*
Rotating this matrix by 90+ degree:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
Output:
7 4 1
8 5 2
9 6 3
*/
我的旋转版本:
void rotate_matrix(int *matrix, int size)
{
int result[size*size];
for (int i = 0; i < size; ++i)
for (int j = 0; j < size; ++j)
result[(size - 1 - i) + j*size] = matrix[i*size+j];
for (int i = 0; i < size*size; ++i)
matrix[i] = result[i];
}
在其中，我们将最后一列改为第一行，以此类推。这可能不是最理想的，但对于理解来说是清楚的。
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]
