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;
        }
    }
}

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

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]

下面是一个原地旋转的数组，而不是使用一个全新的数组来保存结果。我已经停止了数组的初始化和输出。这只适用于正方形数组，但它们可以是任何大小。内存开销等于数组中一个元素的大小，因此您可以对任意大的数组进行旋转。

int a[4][4];
int n = 4;
int tmp;
for (int i = 0; i < n / 2; i++)
{
    for (int j = i; j < n - i - 1; j++)
    {
        tmp             = a[i][j];
        a[i][j]         = a[j][n-i-1];
        a[j][n-i-1]     = a[n-i-1][n-j-1];
        a[n-i-1][n-j-1] = a[n-j-1][i];
        a[n-j-1][i]     = tmp;
    }
}

这是我的实现，在C, O(1)内存复杂度，原地旋转，顺时针90度:

#include <stdio.h>

#define M_SIZE 5

static void initMatrix();
static void printMatrix();
static void rotateMatrix();

static int m[M_SIZE][M_SIZE];

int main(void){
    initMatrix();
    printMatrix();
    rotateMatrix();
    printMatrix();

    return 0;
}

static void initMatrix(){
    int i, j;

    for(i = 0; i < M_SIZE; i++){
        for(j = 0; j < M_SIZE; j++){
            m[i][j] = M_SIZE*i + j + 1;
        }
    }
}

static void printMatrix(){
    int i, j;

    printf("Matrix\n");
    for(i = 0; i < M_SIZE; i++){
        for(j = 0; j < M_SIZE; j++){
            printf("%02d ", m[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n");
}

static void rotateMatrix(){
    int r, c;

    for(r = 0; r < M_SIZE/2; r++){
        for(c = r; c < M_SIZE - r - 1; c++){
            int tmp = m[r][c];

            m[r][c] = m[M_SIZE - c - 1][r];
            m[M_SIZE - c - 1][r] = m[M_SIZE - r - 1][M_SIZE - c - 1];
            m[M_SIZE - r - 1][M_SIZE - c - 1] = m[c][M_SIZE - r - 1];
            m[c][M_SIZE - r - 1] = tmp;
        }
    }
}

Python:

rotated = list(zip(*original[::-1]))

和逆时针方向:

rotated_ccw = list(zip(*original))[::-1]

这是如何工作的:

Zip (*original)将通过将列表中的对应项堆叠到新的列表中来交换2d数组的轴。(*操作符告诉函数将包含的列表分布到参数中)

>>> list(zip(*[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]))
[[1,4,7],[2,5,8],[3,6,9]]

语句[::-1]反转数组元素(请参阅扩展切片或这个问题):

>>> [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]][::-1]
[[7,8,9],[4,5,6],[1,2,3]]

最后，将两者结合就得到了旋转变换。

改变[::-1]的位置将使列表在矩阵的不同层次上颠倒。