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
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);
}
}
其他回答
在JavaScript中实现dimple的+90伪代码(例如转置然后反转每一行):
function rotate90(a){
// transpose from http://www.codesuck.com/2012/02/transpose-javascript-array-in-one-line.html
a = Object.keys(a[0]).map(function (c) { return a.map(function (r) { return r[c]; }); });
// row reverse
for (i in a){
a[i] = a[i].reverse();
}
return a;
}
O(1)内存算法:
旋转最外层的数据，然后你可以得到以下结果: [3] [9] [5] [1] [4] [6] [7] [2] [5] [0] [1] [3] [6] [2] [8] [4]
做这个旋转，我们知道
dest[j][n-1-i] = src[i][j]
观察下图: A (0,0) -> A (0,3) A (0,3) -> A (3,3) A (3,3) -> A (3,0) A (3,0) -> A (0,0)
因此它是一个圆，你可以在一个循环中旋转N个元素。做这个N-1循环，然后你可以旋转最外层的元素。
对于2X2，内部也是一样的问题。
因此，我们可以得出如下结论:
function rotate(array, N)
{
Rotate outer-most data
rotate a new array with N-2 or you can do the similar action following step1
}
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);
}
}
}
已经有很多答案了，我发现两个声称O(1)时间复杂度。真正的O(1)算法是保持数组存储不变，并改变索引其元素的方式。这里的目标是不消耗额外的内存，也不需要额外的时间来迭代数据。
旋转90度，-90度和180度是简单的转换，只要你知道你的2D数组中有多少行和列就可以执行;要将任何向量旋转90度，交换轴并与Y轴相反。对于-90度，交换轴和X轴。对于180度，两个坐标轴都是负的，不交换。
进一步的转换是可能的，例如通过独立地否定轴来水平和/或垂直地镜像。
这可以通过访问器方法来实现。下面的例子是JavaScript函数，但是这些概念同样适用于所有语言。
//按列/行顺序获取数组元素 var getArray2d =函数(a, x, y) { 返回一个[y] [x]; }; / /演示 Var arr = [ [5,4,6]， [1,7,9]， [- 2,11,0]， [8,21， -3]， [3， -1, 2] ]; Var newar = []; arr[0]. foreach (() => newarr。push(新数组(arr.length))); For (var I = 0;I < newar .length;我+ +){ For (var j = 0;J < newarr[0].length;j + +) { newarr[i][j] = getArray2d(arr, i, j); ｝ ｝ console.log (newarr);
// Get an array element rotated 90 degrees clockwise function getArray2dCW(a, x, y) { var t = x; x = y; y = a.length - t - 1; return a[y][x]; } //demo var arr = [ [5, 4, 6], [1, 7, 9], [-2, 11, 0], [8, 21, -3], [3, -1, 2] ]; var newarr = []; arr[0].forEach(() => newarr.push(new Array(arr.length))); for (var i = 0; i < newarr[0].length; i++) { for (var j = 0; j < newarr.length; j++) { newarr[j][i] = getArray2dCW(arr, i, j); } } console.log(newarr);
// Get an array element rotated 90 degrees counter-clockwise function getArray2dCCW(a, x, y) { var t = x; x = a[0].length - y - 1; y = t; return a[y][x]; } //demo var arr = [ [5, 4, 6], [1, 7, 9], [-2, 11, 0], [8, 21, -3], [3, -1, 2] ]; var newarr = []; arr[0].forEach(() => newarr.push(new Array(arr.length))); for (var i = 0; i < newarr[0].length; i++) { for (var j = 0; j < newarr.length; j++) { newarr[j][i] = getArray2dCCW(arr, i, j); } } console.log(newarr);
// Get an array element rotated 180 degrees function getArray2d180(a, x, y) { x = a[0].length - x - 1; y = a.length - y - 1; return a[y][x]; } //demo var arr = [ [5, 4, 6], [1, 7, 9], [-2, 11, 0], [8, 21, -3], [3, -1, 2] ]; var newarr = []; arr.forEach(() => newarr.push(new Array(arr[0].length))); for (var i = 0; i < newarr[0].length; i++) { for (var j = 0; j < newarr.length; j++) { newarr[j][i] = getArray2d180(arr, i, j); } } console.log(newarr);
这段代码假设有一个嵌套数组的数组，其中每个内部数组都是一行。
该方法允许您读取(或写入)元素(甚至是随机顺序)，就像数组已经旋转或转换一样。现在只要选择正确的函数来调用，可能是通过引用，然后就可以了!
这个概念可以扩展为通过访问器方法附加地(非破坏性地)应用转换。包括任意角度旋转和缩放。
你可以通过3个简单步骤做到这一点:
1)假设我们有一个矩阵
1 2 3
4 5 6
7 8 9
2)求矩阵的转置
1 4 7
2 5 8
3 6 9
3)交换行得到旋转矩阵
3 6 9
2 5 8
1 4 7
Java源代码:
public class MyClass {
public static void main(String args[]) {
Demo obj = new Demo();
/*initial matrix to rotate*/
int[][] matrix = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } };
int[][] transpose = new int[3][3]; // matrix to store transpose
obj.display(matrix); // initial matrix
obj.rotate(matrix, transpose); // call rotate method
System.out.println();
obj.display(transpose); // display the rotated matix
}
}
class Demo {
public void rotate(int[][] mat, int[][] tran) {
/* First take the transpose of the matrix */
for (int i = 0; i < mat.length; i++) {
for (int j = 0; j < mat.length; j++) {
tran[i][j] = mat[j][i];
}
}
/*
* Interchange the rows of the transpose matrix to get rotated
* matrix
*/
for (int i = 0, j = tran.length - 1; i != j; i++, j--) {
for (int k = 0; k < tran.length; k++) {
swap(i, k, j, k, tran);
}
}
}
public void swap(int a, int b, int c, int d, int[][] arr) {
int temp = arr[a][b];
arr[a][b] = arr[c][d];
arr[c][d] = temp;
}
/* Method to display the matrix */
public void display(int[][] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
System.out.print(arr[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
输出:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
3 6 9
2 5 8
1 4 7
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