Java 数组怎么实现对二维数组进行顺时针 90 度旋转的矩阵算法

冬涛大大_2439

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2026-08-26

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顺时针旋转90度需先转置再水平翻转:1. 转置即交换matrixi与matrixj(i从0到n−1,j从i到n−1);2. 每行用双指针左右翻转。时间o(n²),空间o(1)。

java 数组怎么实现对二维数组进行顺时针 90 度旋转的矩阵算法

核心思路:转置 + 水平翻转

二维数组顺时针旋转 90 度,本质是两步操作:先沿主对角线做转置(swap matrix[i][j] ↔ matrix[j][i]),再对每一行做左右翻转(reverse each row)。这个方法原地完成,空间复杂度 O(1),时间复杂度 O(n²),适用于 n×n 方阵。

具体步骤(以 4×4 为例)

  • 转置操作:遍历上三角(含对角线),交换 matrix[i][j] 和 matrix[j][i],即 i 从 0 到 n−1,j 从 i 到 n−1
  • 水平翻转:对每行 i,用双指针 left=0、right=n−1,交换 matrix[i][left] 和 matrix[i][right],然后 left++、right--,直到 left ≥ right

Java 实现代码(原地旋转)

<font color="#0066cc">public</font> <font color="#0066cc">static</font> <font color="#0066cc">void</font> rotate(<font color="#0066cc">int</font>[][] matrix) {
    <font color="#0066cc">int</font> n = matrix.length;
    <font color="#888">// 步骤1:转置</font><font color="#0066cc">for</font> (<font color="#0066cc">int</font> i = <font color="#0066cc">0</font>; i for (<font color="#0066cc">int</font> j = i; j int temp = matrix[i][j];
            matrix[i][j] = matrix[j][i];
            matrix[j][i] = temp;
        }
    }
    <font color="#888">// 步骤2:每行翻转</font><font color="#0066cc">for</font> (<font color="#0066cc">int</font> i = <font color="#0066cc">0</font>; i int left = <font color="#0066cc">0</font>, right = n - <font color="#0066cc">1</font>;
        <font color="#0066cc">while</font> (left int temp = matrix[i][left];
            matrix[i][left] = matrix[i][right];
            matrix[i][right] = temp;
            left++;
            right--;
        }
    }
}

注意事项与扩展

  • 该算法仅适用于方阵(n×n)。若为 m×n 矩形矩阵,需新建 (n×m) 结果数组,按规律赋值:res[j][n-1-i] = matrix[i][j]
  • 逆时针 90 度可改为“转置 + 垂直翻转(每列上下翻)”或执行三次顺时针旋转
  • 调试时建议打印中间结果(如转置后),便于验证逻辑是否正确

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