如何在 Java 中将矩阵旋转 180 度？

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在 Java 中，数组是一个对象。它是一种非原始数据类型，用于存储相同数据类型的值。Java 中的矩阵只不过是一个多维数组，它表示多行和多列。

根据问题陈述，我们必须将给定的矩阵旋转 180 度。这意味着我们必须垂直对称地交换给定矩阵的行。

让我们深入研究本文，了解如何使用 Java 编程语言来实现它。

向您展示一些实例

实例 1

假设原始矩阵为

{
   {10, 20, 30},
   {40, 50, 60},
   {70, 80, 90}
}

将矩阵旋转 180 度后

{
   {90, 80, 70},
   {60, 50, 40},
   {30, 20, 10}
}

实例 2

假设原始矩阵为

{
   {1, 2, 3},
   {4, 5, 6},
   {7, 8, 9}
}

将矩阵旋转 180 度后

{
   {9, 8, 7},
   {6, 5, 4},
   {3, 2, 1}
}

实例 3

假设原始矩阵为

{
   {11, 22, 33},
   {44, 55, 66},
   {77, 88, 99}
}

将矩阵旋转 180 度后

{
   {99, 88, 77},
   {66, 55, 44},
   {33, 22, 11}
}

算法

步骤 1 - 声明并初始化一个整数类型的多维数组。

步骤 2 - 声明两个整数类型变量来存储给定矩阵的行和列的长度。

步骤 3 - 使用嵌套 for 循环将矩阵旋转 180 度，并将新矩阵存储到另一个空矩阵中。

步骤 4 - 打印结果矩阵作为输出。

语法

要获取数组的长度（数组中元素的数量），数组有一个内置属性，即length

下面是指其语法

array.length

其中，“array”指的是数组引用。

多种方法

我们提供了不同方法的解决方案。

• 使用数组元素的静态初始化

• 使用用户定义的方法

让我们逐一查看程序及其输出。

方法 1：使用带有 pow() 函数的矩阵静态初始化

在此方法中，矩阵元素将在程序中初始化。然后根据算法用其平方替换矩阵元素。这里我们将使用内置的 Pow() 函数来获取元素的平方。

示例

public class Main{
   public static void main(String[] args){

      //declare a matrix with some random values
      int[][] inputMatrix = { 
         {10, 20, 30},
         {40, 50, 60},
         {70, 80, 90}
      };

      //declare a variable to store the row count
      int r = inputMatrix.length;

      //declare a variable to store the row count
      int c = inputMatrix[0].length;

      //declare an empty matrix
      int[][] rotatedMAt = new int[r][c];

      //take nested for loop to rotate the matrix to 180 degree
      for (int i = 0; i < r; i++){
         for (int j = 0; j < c; j++){
            rotatedMAt[i][j] = inputMatrix[r - i - 1][c - j - 1];
         }
      }

      //print the given matrix
      System.out.println("Given Matrix:");
      for (int i = 0; i < r; i++){
         for (int j = 0; j < c; j++){
            System.out.print(inputMatrix[i][j] + " ");
         }
         System.out.println();
      }

      //print the rotated matrix
      System.out.println("Rotated- 180 degree Matrix:");
      for (int i = 0; i < r; i++){
         for (int j = 0; j < c; j++){
            System.out.print(rotatedMAt[i][j] + " ");
         }
         System.out.println();
      }
   }
}

输出

Given Matrix:
10 20 30 
40 50 60 
70 80 90 
Rotated- 180 degree Matrix:
90 80 70 
60 50 40 
30 20 10

方法 2：使用用户定义的方法

在此方法中，数组元素将在程序中初始化。然后通过将数组作为参数传递来调用用户定义的方法，并在方法内部根据算法将矩阵旋转 180 度。

示例

public class Main{

   //user-defined method to rotate the matrix to 180 degree
   public static void Rotate(int[][] inputMatrix){

      //declare a variable to store the row count
      int r = inputMatrix.length;
      
      //declare a variable to store the row count
      int c = inputMatrix[0].length;
      
      //declare an empty matrix
      int[][] rotatedMAt = new int[r][c];
      
      //take nested for loop to rotate the matrix to 180 degree
      for (int i = 0; i < r; i++){
         for (int j = 0; j < c; j++){
            rotatedMAt[i][j] = inputMatrix[r - i - 1][c - j - 1];
         }
      }
      
      //print the given matrix
      System.out.println("Given Matrix:");
      for (int i = 0; i < r; i++){
         for (int j = 0; j < c; j++){
            System.out.print(inputMatrix[i][j] + " ");
         }
         System.out.println();
      }
      
      //print the rotated matrix
      System.out.println("Rotated- 180 degree Matrix:");
      for (int i = 0; i < r; i++){
         for (int j = 0; j < c; j++){
            System.out.print(rotatedMAt[i][j] + " ");
         }
         System.out.println();
      }
   }
   public static void main(String[] args){
      
      //declare a matrix with some random values
      int[][] inpMatrix = {
         {22, 12, 54},
         {2, 76, 23},
         {124, 67, 34}
      };
      
      //call the user-defined method
      Rotate(inpMatrix);
   }
}

输出

Given Matrix:
22 12 54 
2 76 23 
124 67 34 
Rotated- 180 degree Matrix:
34 67 124 
23 76 2 
54 12 22

在本文中，我们探讨了使用 Java 编程语言将矩阵旋转 180 度的不同方法。