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

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);
        }
    }
}

2014-10-12 00:47:57

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);
        }
    }
}

2014-10-12 00:47:57

/* 90-degree clockwise:
   temp_array         = left_col
   left_col           = bottom_row
   bottom_row         = reverse(right_col)
   reverse(right_col) = reverse(top_row)
   reverse(top_row)   = temp_array
*/
void RotateClockwise90(int ** arr, int lo, int hi) {

  if (lo >= hi) 
    return;

  for (int i=lo; i<hi; i++) {
    int j = lo+hi-i;
    int temp   = arr[i][lo];
    arr[i][lo] = arr[hi][i];
    arr[hi][i] = arr[j][hi];
    arr[j][hi] = arr[lo][j];
    arr[lo][j] = temp;
  }

  RotateClockwise90(arr, lo+1, hi-1);
}

2015-06-26 18:30:47

PHP解决方案为顺时针和逆时针

$aMatrix = array(
    array( 1, 2, 3 ),
    array( 4, 5, 6 ),
    array( 7, 8, 9 )
    );

function CounterClockwise( $aMatrix )
{
    $iCount  = count( $aMatrix );
    $aReturn = array();
    for( $y = 0; $y < $iCount; ++$y )
    {
        for( $x = 0; $x < $iCount; ++$x )
        {
            $aReturn[ $iCount - $x - 1 ][ $y ] = $aMatrix[ $y ][ $x ];
        }
    }
    return $aReturn;
}

function Clockwise( $aMatrix )
{
    $iCount  = count( $aMatrix );
    $aReturn = array();
    for( $y = 0; $y < $iCount; ++$y )
    {
        for( $x = 0; $x < $iCount; ++$x )
        {
            $aReturn[ $x ][ $iCount - $y - 1 ] = $aMatrix[ $y ][ $x ];
        }
    }
    return $aReturn;
}

function printMatrix( $aMatrix )
{
    $iCount = count( $aMatrix );
    for( $x = 0; $x < $iCount; ++$x )
    {
        for( $y = 0; $y < $iCount; ++$y )
        {
            echo $aMatrix[ $x ][ $y ];
            echo " ";
        }
        echo "\n";
    }
}
printMatrix( $aMatrix );
echo "\n";
$aNewMatrix = CounterClockwise( $aMatrix );
printMatrix( $aNewMatrix );
echo "\n";
$aNewMatrix = Clockwise( $aMatrix );
printMatrix( $aNewMatrix );

2017-07-06 04:50:43

这是一个Javascript解决方案:

const transpose = m => m[0].map((x,i) => m.map(x => x[i]));

a: // original matrix
123
456
789

transpose(a).reverse(); // rotate 90 degrees counter clockwise 
369
258
147

transpose(a.slice().reverse()); // rotate 90 degrees clockwise 
741
852
963

transpose(transpose(a.slice().reverse()).slice().reverse())
// rotate 180 degrees 
987
654
321

2017-05-21 09:32:07

下面是PHP的递归方法:

$m = array();
            $m[0] = array('a', 'b', 'c');
            $m[1] = array('d', 'e', 'f');
            $m[2] = array('g', 'h', 'i');
            $newMatrix = array();

            function rotateMatrix($m, $i = 0, &$newMatrix)
            {
                foreach ($m as $chunk) {
                    $newChunk[] = $chunk[$i];
                }
                $newMatrix[] = array_reverse($newChunk);
                $i++;

                if ($i < count($m)) {
                    rotateMatrix($m, $i, $newMatrix);
                }
            }

            rotateMatrix($m, 0, $newMatrix);
            echo '<pre>';
            var_dump($newMatrix);
            echo '<pre>';

2014-02-24 02:29:50

如何旋转二维数组?

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