使用Python对矩阵进行行排序和列排序


在本文中,我们将学习一个Python程序,用于对矩阵进行行排序和列排序。

假设我们已经输入了一个M x M矩阵。我们将使用嵌套for循环对给定的输入矩阵进行行排序和列排序。

算法(步骤)

以下是执行所需任务的算法/步骤:−

  • 创建一个函数sortingMatrixByRow(),通过接受输入矩阵m(行数)作为参数来对矩阵的每一行(即行方向)进行排序。

  • 在函数内部,使用for循环遍历矩阵的行。

  • 使用另一个嵌套的for循环遍历当前行的所有列。

  • 使用if条件语句检查当前元素是否大于下一个元素。

  • 如果条件为true,则使用临时变量交换元素。

  • 创建另一个函数transposeMatrix(),通过接受输入矩阵m(行数)作为参数来获取矩阵的转置。

  • 使用for循环遍历矩阵的行。

  • 使用另一个嵌套for循环遍历从(row +1)列到列末尾的元素。

  • 将当前行、列元素与列、行元素交换。

  • 创建一个函数sortMatrixRowandColumn(),通过接受输入矩阵m(行数)作为参数来对矩阵进行行排序和列排序。

  • 在函数内部,调用上面定义的sortingMatrixByRow()函数对输入矩阵的行进行排序。

  • 调用上面定义的transposeMatrix()函数获取输入矩阵的转置。

  • 再次调用上面定义的sortingMatrixByRow()函数对输入矩阵的行进行排序。

  • 再次调用上面定义的transposeMatrix()函数获取输入矩阵的转置。

  • 创建一个函数printingMatrix(),使用嵌套for循环遍历矩阵的行和列来打印矩阵。

  • 创建一个变量来存储输入矩阵

  • 创建另一个变量来存储输入m(行数)值。

  • 调用上面定义的printingMatrix()函数来打印输入矩阵。

  • 通过将输入矩阵和m值传递给它来调用上面定义的sortMatrixRowandColumn()函数,对矩阵进行行和列排序

  • 通过调用上面定义的printingMatrix()函数来打印行和列排序后的结果输入矩阵。

示例

以下程序使用嵌套for循环,返回对给定输入矩阵进行行和列排序后的排序矩阵:−

# creating a function for sorting each row of matrix row-wise
def sortingMatrixByRow(inputMatrix, m):
   #  traversing till the length of rows of a matrix
      for p in range(m):
               # Sorting the current row
         for q in range(m-1):
            # checking whether the current element is greater than the next element
               if inputMatrix[p][q] >inputMatrix[p][q + 1]:
                  # swapping the elements using a temporary variable
                  # if the condition is true
                  tempVariable = inputMatrix[p][q]
                  inputMatrix[p][q] = inputMatrix[p][q + 1]
                  inputMatrix[p][q + 1] = tempVariable

# creating a function to get the transpose of a matrix
# by accepting the input matrix, m values as arguments
def transposeMatrix(inputMatrix, m):
   # traversing through the rows of a matrix
      for p in range(m):
         # Traversing from row +1 column to last column
         for q in range(p + 1, m):
            # Swapping the element at index (p,q) with (q,p)
            temp = inputMatrix[p][q]
            inputMatrix[p][q] = inputMatrix[q][p]
            inputMatrix[q][p] = temp

# creating a function for sorting the matrix rows column-wise
def sortMatrixRowandColumn(inputMatrix, m):
   # sorting the rows of an input matrix by
   # calling the above defined sortingMatrixByRow() function
   sortingMatrixByRow(inputMatrix, m)
   # getting the transpose of an input matrix by
   # calling the above defined transposeMatrix() function
   transposeMatrix(inputMatrix, m)
   # once again sorting the rows of an input matrix by
   # calling the above defined sortingMatrixByRow() function
   sortingMatrixByRow(inputMatrix, m)
   # once again getting the transpose of an input matrix(So we sorted the columns)
   transposeMatrix(inputMatrix, m)

# creating a function to print the matrix
def printingMatrix(inputMatrix, rows):
   # Traversing in the rows of the input matrix
   for i in range(rows):
      # Traversing in the columns corresponding to the current row
         # of the input matrix
         for j in range(rows):
            print(inputMatrix[i][j], end=" ")
         # Printing a new line to separate the rows
         print()
# input matrix
inputMatrix = [[2, 6, 5],
               [1, 9, 8],
               [7, 3, 10]]

# input m value representing 3x3 matrix
# (dimensions)
m = 3
print("Input Matrix:")
# printing the input matrix by calling the above
# printingMatrix() function
printingMatrix(inputMatrix, m)
# calling the above defined sortMatrixRowandColumn() function
# by passing the input matrix, m values to it to
# sort the matrix row and column-wise
sortMatrixRowandColumn(inputMatrix, m)
# printing the input matrix after sorting row and column-wise
# by calling the above printingMatrix() function
print("Input Matrix after sorting row and column-wise:")
printingMatrix(inputMatrix, m)

输出

执行上述程序后,将生成以下输出:−

Input Matrix:
2 6 5 
1 9 8 
7 3 10 
Input Matrix after sorting row and column-wise:
1 5 6 
2 7 9 
3 8 10 

时间复杂度 − O(n^2 log2n)

辅助空间 − O(1)

结论

在本文中,我们学习了如何使用Python对给定矩阵进行行排序和列排序。此外,我们还学习了如何转置给定矩阵,以及如何使用嵌套for循环(而不是使用内置的sort()方法)对矩阵进行行排序。

更新于:2023年1月31日

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