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:

反转每行 转置

旋转180度:

方法一:旋转+90两次

方法2:反转每行，然后反转每列(转置)

旋转-180度:

方法一:旋转-90度2次

方法二:先反转每一列，再反转每一行

方法三:旋转+180，因为它们是相同的

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]

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

/* 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);
}

short normal[4][4] = {{8,4,7,5},{3,4,5,7},{9,5,5,6},{3,3,3,3}};

short rotated[4][4];

for (int r = 0; r < 4; ++r)
{
  for (int c = 0; c < 4; ++c)
  {
    rotated[r][c] = normal[c][3-r];
  }
}

简单的c++方法，尽管在大数组中会有很大的内存开销。

JavaScript解决方案旋转矩阵90度的地方:

function rotateBy90(m) {
  var length = m.length;
  //for each layer of the matrix
  for (var first = 0; first < length >> 1; first++) {
    var last = length - 1 - first;
    for (var i = first; i < last; i++) {
      var top = m[first][i]; //store top
      m[first][i] = m[last - i][first]; //top = left
      m[last - i][first] = m[last][last - i]; //left = bottom
      m[last][last - i] = m[i][last]; //bottom = right
      m[i][last] = top; //right = top
    }
  }
  return m;
}