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

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;
}

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:])
}

这是将数组旋转90度的简单C代码。希望这能有所帮助。

#include <stdio.h>

void main(){
int arr[3][4] =     {85, 2, 85,  4,
                     85, 6,  7, 85,
                     9, 85, 11, 12};


int arr1[4][3];

int i = 0, j = 0;

for(i=0;i<4;i++){
int k = 2;//k = (number of columns in the new array arr1 - 1)
for(j=0;j<3;j++){
arr1[i][j]=arr[k][i];
k--;
}
}

int l, m;
for(l=0;l<4;l++){
for(m=0;m<3;m++){
printf("%d ", arr1[l][m]);
}
printf("\n");
}
}//end main

我只用一个循环就能做到。时间复杂度看起来像O(K)其中K是数组中的所有元素。 下面是我用JavaScript做的:

首先,我们用一个数组来表示n^2矩阵。然后,像这样迭代它:

/**
 * Rotates matrix 90 degrees clockwise
 * @param arr: the source array
 * @param n: the array side (array is square n^2)
 */
function rotate (arr, n) {
  var rotated = [], indexes = []

  for (var i = 0; i < arr.length; i++) {
    if (i < n)
      indexes[i] = i * n + (n - 1)
    else
      indexes[i] = indexes[i - n] - 1

    rotated[indexes[i]] = arr[i]
  }
  return rotated
}

基本上,我们转换源数组下标:

[0,1,2,3,4,5,6,7,8] => [2,5,8,1,4,7,0,3 6]

然后,使用这个转换后的索引数组,我们将实际值放在最终旋转的数组中。

下面是一些测试用例:

//n=3
rotate([
  1, 2, 3,
  4, 5, 6,
  7, 8, 9], 3))

//result:
[7, 4, 1,
 8, 5, 2,
 9, 6, 3]


//n=4
rotate([
  1,  2,  3,  4,
  5,  6,  7,  8,
  9,  10, 11, 12,
  13, 14, 15, 16], 4))

//result:
[13,  9,  5,  1,
 14, 10,  6,  2,
 15, 11,  7,  3,
 16, 12,  8,  4]


//n=5
rotate([
  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], 5))

//result:
[21, 16, 11,  6,  1, 
 22, 17, 12,  7,  2, 
 23, 18, 13,  8,  3, 
 24, 19, 14,  9,  4, 
 25, 20, 15, 10,  5]

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);

    }

}

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)