Java程序实现矩阵列内首尾元素交换

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在本文中，我们将学习如何在Java中交换矩阵各列的首尾元素。矩阵以行和列的方式排列元素。一个具有m行和n列的矩阵可以称为m × n矩阵。

矩阵中的单个条目称为元素，可以用a[i][j]表示，表示元素a位于第i行和第j列。

问题陈述

编写一个Java程序来交换矩阵各列的首尾元素。

输入

The matrix is defined as:
4 5 6 7
1 7 3 4
11 12 13 14
23 24 25 50

输出

The matrix after swapping the elements:
7 5 6 4
4 7 3 1
14 12 13 11
50 24 25 23

交换矩阵首尾元素的方法

以下是交换矩阵首尾元素的方法：

• 使用主方法
• 使用封装

使用main()方法

以下是交换矩阵首尾元素的步骤：

• 在main方法中定义具有预定义值的二维矩阵。
  
• 打印矩阵以显示其原始状态。
  
• 使用input_matrix.length获取行数。
  
• 使用for循环遍历每一行，使用临时变量交换首尾元素。
  
• 交换每一行的第一列和最后一列的元素。
  
• 交换过程完成后打印矩阵。
  

示例

在这里，我们使用main方法将所有操作绑定在一起：

public class MatrixSwap {
   static void swap(int input_matrix[][]) {
   }
   public static void main(String args[]) {
      int input_matrix[][] = {
         { 4, 5, 6, 7 },
         { 1, 7, 3, 4 },
         { 11, 12, 13, 14 },
         { 23, 24, 25, 50 }
      };
      System.out.println("The matrix is defined as: ");
      for (int i = 0; i < input_matrix.length; i++) {
         for (int j = 0; j < input_matrix[0].length; j++)
            System.out.print(input_matrix[i][j] + " ");
         System.out.println();
      }
      int matrix_length = input_matrix.length;
      for (int i = 0; i < input_matrix[0].length; i++) {
         int temp = input_matrix[i][0];
         input_matrix[i][0] = input_matrix[i][matrix_length - 1];
         input_matrix[i][matrix_length - 1] = temp;
      }
      System.out.println("\nThe matrix after swapping the elements: ");
      for (int i = 0; i < matrix_length; i++) {
         for (int j = 0; j < input_matrix[0].length; j++)
            System.out.print(input_matrix[i][j] + " ");
         System.out.println();
      }
   }
}

输出

The matrix is defined as:
4 5 6 7
1 7 3 4
11 12 13 14
23 24 25 50

The matrix after swapping the elements:
7 5 6 4
4 7 3 1
14 12 13 11
50 24 25 23

使用封装

以下是交换矩阵首尾元素的步骤：

• 在main方法中定义具有预定义值的矩阵。
  
• 打印矩阵以显示其原始状态。
  
• 创建一个单独的交换函数来处理交换逻辑。
  
• 在交换函数中，获取行数，并使用for循环遍历每一行，使用临时变量交换首尾元素。
  
• 从main方法调用交换函数。
  
• 在交换函数内打印交换后的矩阵。
  

示例

在这里，我们将操作封装到函数中，体现了面向对象编程：

public class MatrixSwap {
   static void swap(int input_matrix[][]) {
      int matrix_length = input_matrix.length;
      for (int i = 0; i < input_matrix[0].length; i++) {
         int temp = input_matrix[i][0];
         input_matrix[i][0] = input_matrix[i][matrix_length - 1];
         input_matrix[i][matrix_length - 1] = temp;
      }
      System.out.println("\nThe matrix after swapping the elements: ");
      for (int i = 0; i < matrix_length; i++) {
         for (int j = 0; j < input_matrix[0].length; j++)
            System.out.print(input_matrix[i][j] + " ");
         System.out.println();
      }
   }
   public static void main(String args[]) {
      int input_matrix[][] = {
         { 4, 5, 6, 7 },
         { 1, 7, 3, 4 },
         { 11, 12, 13, 14 },
         { 23, 24, 25, 50 }
      };
      System.out.println("The matrix is defined as: ");
      for (int i = 0; i < input_matrix.length; i++) {
         for (int j = 0; j < input_matrix[0].length; j++)
            System.out.print(input_matrix[i][j] + " ");
         System.out.println();
      }
      swap(input_matrix);
   }
}

输出

The matrix is defined as:
4 5 6 7
1 7 3 4
11 12 13 14
23 24 25 50

The matrix after swapping the elements:
7 5 6 4
4 7 3 1
14 12 13 11
50 24 25 23