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
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);
}
}
}
下面是我的Ruby版本(注意，值显示的不一样，但它仍然按照描述旋转)。
def rotate(matrix)
result = []
4.times { |x|
result[x] = []
4.times { |y|
result[x][y] = matrix[y][3 - x]
}
}
result
end
matrix = []
matrix[0] = [1,2,3,4]
matrix[1] = [5,6,7,8]
matrix[2] = [9,0,1,2]
matrix[3] = [3,4,5,6]
def print_matrix(matrix)
4.times { |y|
4.times { |x|
print "#{matrix[x][y]} "
}
puts ""
}
end
print_matrix(matrix)
puts ""
print_matrix(rotate(matrix))
输出:
1 5 9 3
2 6 0 4
3 7 1 5
4 8 2 6
4 3 2 1
8 7 6 5
2 1 0 9
6 5 4 3
这是一个空间旋转方法，由java编写，只适用于正方形。对于非正方形的2d数组，无论如何都必须创建新数组。
private void rotateInSpace(int[][] arr) {
int z = arr.length;
for (int i = 0; i < z / 2; i++) {
for (int j = 0; j < (z / 2 + z % 2); j++) {
int x = i, y = j;
int temp = arr[x][y];
for (int k = 0; k < 4; k++) {
int temptemp = arr[y][z - x - 1];
arr[y][z - x - 1] = temp;
temp = temptemp;
int tempX = y;
y = z - x - 1;
x = tempX;
}
}
}
}
通过创建新数组旋转任何大小的2d数组的代码:
private int[][] rotate(int[][] arr) {
int width = arr[0].length;
int depth = arr.length;
int[][] re = new int[width][depth];
for (int i = 0; i < depth; i++) {
for (int j = 0; j < width; j++) {
re[j][depth - i - 1] = arr[i][j];
}
}
return re;
}
C代码的矩阵旋转90度顺时针在任何M*N矩阵的地方
void rotateInPlace(int * arr[size][size], int row, int column){
int i, j;
int temp = row>column?row:column;
int flipTill = row < column ? row : column;
for(i=0;i<flipTill;i++){
for(j=0;j<i;j++){
swapArrayElements(arr, i, j);
}
}
temp = j+1;
for(i = row>column?i:0; i<row; i++){
for(j=row<column?temp:0; j<column; j++){
swapArrayElements(arr, i, j);
}
}
for(i=0;i<column;i++){
for(j=0;j<row/2;j++){
temp = arr[i][j];
arr[i][j] = arr[i][row-j-1];
arr[i][row-j-1] = temp;
}
}
}
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]
