java基础算法——二维数组的简单操作—转置矩阵、旋转矩阵、顺时针打印矩阵

2024年6月10日 170次阅读

1、转置矩阵

        转置矩阵是最简单的了，无非就是矩阵的行和列互相变换一下，核心代码就一行，理解了就很简单。

 public class 转置矩阵 {
	/**
	 * 1 2 3      1 4 7
	 * 4 5 6   -> 2 5 8
	 * 7 8 9      3 6 9
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		Scanner in = new Scanner(System.in);
		
		//原矩阵
		int[][] a = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } };
		
		//行数
		int n = a.length;
		//列数
		int m = a[0].length;
		//转换后矩阵
		int[][] arr = new int[n][m];
		//转置
		for (int i = 0; i < n; i++) {
			for (int j = 0; j < m; j++) {
				arr[i][j] = a[j][i];
			}
		}
		//输出
		for (int i = 0; i < n; i++) {
			for (int j = 0; j < m; j++) {
				System.out.print(arr[i][j] + " ");
			}
			System.out.println();
		}
	}

}

2、旋转矩阵

       旋转矩阵比转置要难一点，需要自己去找规律，我这里写的是矩阵逆时针旋转90度的代码，具体可见注释，

核心代码同样是一行，不过需要自己去分析发现。

public class 旋转矩阵 {
	// 逆时针旋转90度
	/**
	 *1 2 3      3 6 9
	  4 5 6  ->  2 5 8
	  7 8 9      1 4 7
	 *
	 */
	public static void main(String[] args) {
		Scanner in = new Scanner(System.in);
		// 原矩阵
		int[][] a = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } };
		//行数
		int n = a.length;
		//列数
		int m = a[0].length;
		// 转换后矩阵
		int[][] arr = new int[n][m];

		// 旋转
		for (int i = 0; i < n; i++) {
			for (int j = 0; j < m ; j++) {
				arr[m - 1 - j][i] = a[i][j];
			}
		}

		for (int i = 0; i < n; i++) {
			for (int j = 0; j < m; j++) {
				System.out.print(arr[i][j] + " ");
			}
			System.out.println();
		}
	}

}

3、顺时针打印矩阵

/**
	 * 输入一个矩阵，按照从外向里以顺时针的顺序依次打印出每一个数字，例如，如果输入如下矩阵：
	 *  1  2  3  4 
	 *  5  6  7  8 
	 *  9  10 11 12 
	 *  13 14 15 16
	 *  则依次打印出数字1,2,3,4,8,12,16,15,14,13,9,5,6,7,11,10.
	 */

顺时针打印矩阵比前两个要难得多，代码也复杂了很多，解决这个题有两个思路：

一、先打印矩阵的第一行，然后逆时针90度旋转矩阵，再打印矩阵的第一行，当然，注意输出是第一个元素的起始位置不要重复打印，然后以此类推，直到最后。（这种方法比较麻烦，所以，没有代码）

二、（借鉴的大神的思想，然后自己写出来的）给每个矩阵规定一个层数，如，四行四列的矩阵即为两层（外边一层12个元素，内层4个元素），三行三列的矩阵也是两层（外层8个元素，内层1个元素），具体代码实现可见代码区。有了层数之后问题就变成了每层的顺时针遍历，然后设一个循环一层一层进行遍历，就简单多了。

public class 顺时针打印矩阵 {
	/**
	 * 输入一个矩阵，按照从外向里以顺时针的顺序依次打印出每一个数字，例如，如果输入如下矩阵：
	 *  1  2  3  4 
	 *  5  6  7  8 
	 *  9  10 11 12 
	 *  13 14 15 16
	 *  则依次打印出数字1,2,3,4,8,12,16,15,14,13,9,5,6,7,11,10.
	 */
	public static void main(String[] args) {

		int[][] a = { { 1, 2, 3, 4 }, { 5, 6, 7, 8 }, { 9, 10, 11, 12 }, { 13, 14, 15, 16 } };
		System.out.println(printMatrix(a));

	}

	public static ArrayList<Integer> printMatrix(int[][] array) {
		ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
		int n = array.length;
		int m = array[0].length;
		/**
		 * 核心
		 */
		int c = (Math.min(n, m) - 1) / 2 + 1;// 层数
		
		for (int i = 0; i < c; i++) {
			for (int j = i; j < m - i; j++)// 左上到右上
				list.add(array[i][j]);
			for (int k = i + 1; k < n - i; k++)// 右上到右下
				list.add(array[k][m - i - 1]);
			for (int o = m - i - 1; o > i; o--)// 右下到左下
				list.add(array[n - i - 1][o - 1]);
			for (int p = n - i - 2; p > i; p--)// 左下到右上
				list.add(array[p][i]);
		}
		return list;
	}
}

总结：都是些很简单的小案例，然后我整合到一块发了出来，可以留待日后观看。

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