如何旋转二维数组?

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

试试我图书馆的算盘——常见的:

@Test
public void test_42519() throws Exception {
    final IntMatrix matrix = IntMatrix.range(0, 16).reshape(4);

    N.println("======= original =======================");
    matrix.println();
    // print out:
    //    [0, 1, 2, 3]
    //    [4, 5, 6, 7]
    //    [8, 9, 10, 11]
    //    [12, 13, 14, 15]

    N.println("======= rotate 90 ======================");
    matrix.rotate90().println();
    // print out:
    //    [12, 8, 4, 0]
    //    [13, 9, 5, 1]
    //    [14, 10, 6, 2]
    //    [15, 11, 7, 3]

    N.println("======= rotate 180 =====================");
    matrix.rotate180().println();
    // print out:
    //    [15, 14, 13, 12]
    //    [11, 10, 9, 8]
    //    [7, 6, 5, 4]
    //    [3, 2, 1, 0]

    N.println("======= rotate 270 ======================");
    matrix.rotate270().println();
    // print out:
    //    [3, 7, 11, 15]
    //    [2, 6, 10, 14]
    //    [1, 5, 9, 13]
    //    [0, 4, 8, 12]

    N.println("======= transpose =======================");
    matrix.transpose().println();
    // print out:
    //    [0, 4, 8, 12]
    //    [1, 5, 9, 13]
    //    [2, 6, 10, 14]
    //    [3, 7, 11, 15]

    final IntMatrix bigMatrix = IntMatrix.range(0, 10000_0000).reshape(10000);

    // It take about 2 seconds to rotate 10000 X 10000 matrix.
    Profiler.run(1, 2, 3, "sequential", () -> bigMatrix.rotate90()).printResult();

    // Want faster? Go parallel. 1 second to rotate 10000 X 10000 matrix.
    final int[][] a = bigMatrix.array();
    final int[][] c = new int[a[0].length][a.length];
    final int n = a.length;
    final int threadNum = 4;

    Profiler.run(1, 2, 3, "parallel", () -> {
        IntStream.range(0, n).parallel(threadNum).forEach(i -> {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                c[i][j] = a[n - j - 1][i];
            }
        });
    }).printResult();
}

2017-06-13 00:52:49

其他回答

试试我图书馆的算盘——常见的:

@Test
public void test_42519() throws Exception {
    final IntMatrix matrix = IntMatrix.range(0, 16).reshape(4);

    N.println("======= original =======================");
    matrix.println();
    // print out:
    //    [0, 1, 2, 3]
    //    [4, 5, 6, 7]
    //    [8, 9, 10, 11]
    //    [12, 13, 14, 15]

    N.println("======= rotate 90 ======================");
    matrix.rotate90().println();
    // print out:
    //    [12, 8, 4, 0]
    //    [13, 9, 5, 1]
    //    [14, 10, 6, 2]
    //    [15, 11, 7, 3]

    N.println("======= rotate 180 =====================");
    matrix.rotate180().println();
    // print out:
    //    [15, 14, 13, 12]
    //    [11, 10, 9, 8]
    //    [7, 6, 5, 4]
    //    [3, 2, 1, 0]

    N.println("======= rotate 270 ======================");
    matrix.rotate270().println();
    // print out:
    //    [3, 7, 11, 15]
    //    [2, 6, 10, 14]
    //    [1, 5, 9, 13]
    //    [0, 4, 8, 12]

    N.println("======= transpose =======================");
    matrix.transpose().println();
    // print out:
    //    [0, 4, 8, 12]
    //    [1, 5, 9, 13]
    //    [2, 6, 10, 14]
    //    [3, 7, 11, 15]

    final IntMatrix bigMatrix = IntMatrix.range(0, 10000_0000).reshape(10000);

    // It take about 2 seconds to rotate 10000 X 10000 matrix.
    Profiler.run(1, 2, 3, "sequential", () -> bigMatrix.rotate90()).printResult();

    // Want faster? Go parallel. 1 second to rotate 10000 X 10000 matrix.
    final int[][] a = bigMatrix.array();
    final int[][] c = new int[a[0].length][a.length];
    final int n = a.length;
    final int threadNum = 4;

    Profiler.run(1, 2, 3, "parallel", () -> {
        IntStream.range(0, n).parallel(threadNum).forEach(i -> {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                c[i][j] = a[n - j - 1][i];
            }
        });
    }).printResult();
}

2017-06-13 00:52:49

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

2008-09-07 17:41:19

原地旋转不可能比O(n²)更快，原因是如果我们想旋转矩阵，我们必须至少一次触及所有n²元素，无论你实现什么算法。

2013-11-25 20:37:32

ruby方式:.transpose。地图&:反向

2010-08-26 01:43:31

O(n²)时间和O(1)空间算法(没有任何变通方法和恶作剧的东西!)

旋转+90:

转置反转每行

旋转-90:

方法一:

转置反转每一列

方法二: