在 C++ 中旋转矩阵 90 度,不使用任何额外空间
我们得到一个二维数组,它将用于形成矩阵模式。任务是将矩阵逆时针旋转 90 度,使第一行成为第一列,第二行成为第二列,第三行成为第三列,挑战在于我们不必使用任何额外空间。
让我们看看这个各种输入输出场景:
输入:
int arr[row_col_size][row_col_size] = { { 5, 1, 4}, { 9, 16, 12 }, { 2, 8, 9}}
输出:
Rotation of a matrix by 90 degree without using any extra space is: 4 12 9 1 16 8 5 9 2
解释:我们得到一个整数类型的二维数组。现在我们将矩阵顺时针旋转 90 度。
Before rotation-: { { 5, 1, 4}, { 9, 16, 12 }, { 2, 8, 9}} After rotation-: 2 12 9 1 16 8 5 9 2
输入:
int arr[row_col_size][row_col_size] = { { 2, 1, 9}, { 11, 6, 32 }, { 3, 7, 5}}
输出:
Rotation of a matrix by 90 degree in clockwise direction without using any extra space is: 9 32 5 1 6 7 2 7 3
解释:我们得到一个整数类型的二维数组。现在我们将矩阵顺时针旋转 90 度。
Before rotation-: { { 2, 1, 9}, { 11, 6, 32 }, { 3, 7, 5}} After rotation-: 9 32 5 1 6 7 2 7 3
下面程序中使用的方法如下:
1. 朴素方法
输入一个将被视为具有 row_col_size 行列的矩阵的二维整数数组。
将数据传递给函数 Rotate_ClockWise(arr)。
在函数 Rotate_ClockWise(arr) 内部:
从 i = 0 开始循环,直到 i 小于 row_col_size/2。
在循环内,从 j = 0 开始另一个循环,直到 j 小于 row_col_size - i - 1。
在循环内,设置 ptr 为 arr[i][j],arr[i][j] 为 arr[row_col_size - 1 - j][i],arr[row_col_size - 1 - j][i] 为 arr[row_col_size - 1 - i][row_col_size - 1 - j],arr[row_col_size - 1 - i][row_col_size - 1 - j] 为 arr[j][row_col_size - 1 - i],arr[j][row_col_size - 1 - i] 为 ptr。
从 i = 0 开始循环,直到 i 小于 row_col_size。在循环内,从 j = 0 开始另一个循环,直到 j 小于 row_col_size;j++ 并打印 arr[i][j]。
2. 高效方法
输入一个将被视为具有 row_col_size 行列的矩阵的二维整数数组。
将数据传递给函数 Rotate_ClockWise(arr)。
在函数 Rotate_ClockWise(arr) 内部:
从 i = 0 开始循环,直到 i 小于 row_col_size。
在循环内,从 j = 0 开始另一个循环,直到 j 小于 row_col_size - i。
在循环内,设置 ptr 为 arr[i][j],arr[i][j] 为 arr[row_col_size - 1 - j]arr[row_col_size - 1 - i],[row_col_size - 1 - j] 为 arr[j][row_col_size - 1 - i] 为 ptr。
从 i = 0 开始循环,直到 i 小于 row_col_size / 2。在循环内,从 j = 0 开始另一个循环,直到 j 小于 row_col_size。在循环内,设置 ptr 为 arr[i][j],arr[i][j] 为 arr[row_col_size - 1 - i][j],arr[row_col_size - 1 - i][j] 为 ptr。
从 i = 0 开始循环,直到 i 小于 row_col_size。在循环内,从 j = 0 开始另一个循环,直到 j 小于 row_col_size;j++ 并打印 arr[i][j]。
朴素方法
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define row_col_size 3 void Rotate_ClockWise(int arr[row_col_size][row_col_size]){ for(int i = 0; i < row_col_size / 2; i++){ for(int j = i; j < row_col_size - i - 1; j++){ int ptr = arr[i][j]; arr[i][j] = arr[row_col_size - 1 - j][i]; arr[row_col_size - 1 - j][i] = arr[row_col_size - 1 - i][row_col_size - 1 - j]; arr[row_col_size - 1 - i][row_col_size - 1 - j] = arr[j][row_col_size - 1 - i]; arr[j][row_col_size - 1 - i] = ptr; } } } int main(){ int arr[row_col_size][row_col_size] = { { 5, 1, 4},{ 9, 16, 12 },{ 2, 8, 9}}; Rotate_ClockWise(arr); cout<<"Rotation of a matrix by 90 degree in clockwise direction without using any extra space is: \n"; for(int i = 0; i < row_col_size; i++){ for(int j = 0; j < row_col_size; j++){ cout << arr[i][j] << " "; } cout << '\n'; } return 0; }
输出
如果我们运行上面的代码,它将生成以下输出:
Rotation of a matrix by 90 degree in clockwise direction without using any extra space is: 2 9 5 8 16 1 9 12 4
高效方法
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define row_col_size 3 void Rotate_ClockWise(int arr[row_col_size][row_col_size]){ for(int i = 0; i < row_col_size; i++){ for(int j = 0; j < row_col_size - i; j++){ int ptr = arr[i][j]; arr[i][j] = arr[row_col_size - 1 - j][row_col_size - 1 - i]; arr[row_col_size - 1 - j][row_col_size - 1 - i] = ptr; } } for(int i = 0; i < row_col_size / 2; i++){ for(int j = 0; j < row_col_size; j++){ int ptr = arr[i][j]; arr[i][j] = arr[row_col_size - 1 - i][j]; arr[row_col_size - 1 - i][j] = ptr; } } } int main(){ int arr[row_col_size][row_col_size] = { { 5, 1, 4},{ 9, 16, 12 },{ 2, 8, 9}}; Rotate_ClockWise(arr); cout<<"Rotation of a matrix by 90 degree in clockwise direction without using any extra space is: \n"; for(int i = 0; i < row_col_size; i++){ for(int j = 0; j < row_col_size; j++){ cout << arr[i][j] << " "; } cout << '\n'; } return 0; }
输出
如果我们运行上面的代码,它将生成以下输出:
Rotation of a matrix by 90 degree in clockwise direction without using any extra space is: 2 9 5 8 16 1 9 12 4