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
在Java中
public class Matrix {
/* Author Shrikant Dande */
private static void showMatrix(int[][] arr,int rows,int col){
for(int i =0 ;i<rows;i++){
for(int j =0 ;j<col;j++){
System.out.print(arr[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
}
private static void rotateMatrix(int[][] arr,int rows,int col){
int[][] tempArr = new int[4][4];
for(int i =0 ;i<rows;i++){
for(int j =0 ;j<col;j++){
tempArr[i][j] = arr[rows-1-j][i];
System.out.print(tempArr[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}
}
public static void main(String[] args) {
int[][] arr = { {1, 2, 3, 4},
{5, 6, 7, 8},
{9, 1, 2, 5},
{7, 4, 8, 9}};
int rows = 4,col = 4;
showMatrix(arr, rows, col);
System.out.println("------------------------------------------------");
rotateMatrix(arr, rows, col);
}
}
其他回答
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
}
当前所有的解决方案都有O(n^2)开销作为临时空间(这不包括那些肮脏的OOP骗子!)这里有一个内存占用为O(1)的解决方案，将矩阵原地右转90度。该死的延展性，这玩意儿跑得很快!
#include <algorithm>
#include <cstddef>
// Rotates an NxN matrix of type T 90 degrees to the right.
template <typename T, size_t N>
void rotate_matrix(T (&matrix)[N][N])
{
for(size_t i = 0; i < N; ++i)
for(size_t j = 0; j <= (N-i); ++j)
std::swap(matrix[i][j], matrix[j][i]);
}
免责声明:我实际上并没有测试这个。让我们玩打虫游戏吧!
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]
这是我在C中的就地实现
void rotateRight(int matrix[][SIZE], int length) {
int layer = 0;
for (int layer = 0; layer < length / 2; ++layer) {
int first = layer;
int last = length - 1 - layer;
for (int i = first; i < last; ++i) {
int topline = matrix[first][i];
int rightcol = matrix[i][last];
int bottomline = matrix[last][length - layer - 1 - i];
int leftcol = matrix[length - layer - 1 - i][first];
matrix[first][i] = leftcol;
matrix[i][last] = topline;
matrix[last][length - layer - 1 - i] = rightcol;
matrix[length - layer - 1 - i][first] = bottomline;
}
}
}
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。
