在Java中如何旋转NxN矩阵?

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给定由N×N矩阵表示的图像,其中图像中的每个像素是4个字节,写一个方法旋转图像90度。

public static void rotate(int[][] matrix, int n) {
    for (int layer = 0; layer < n / 2; ++layer) {
        int first = layer;
        int last = n - 1 - layer;
        for(int i = first; i < last; ++i) {
            int offset = i - first;
            int top = matrix[first][i]; // save top

            // left -> top
            matrix[first][i] = matrix[last-offset][first];          

            // bottom -> left
            matrix[last-offset][first] = matrix[last][last - offset]; 

            // right -> bottom
            matrix[last][last - offset] = matrix[i][last]; 

            // top -> right
            matrix[i][last] = top; // right <- saved top
        }
    }
}
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假设一个示例矩阵可以如下所示:

ABCD
EFGH
IJKL
MNOP

ABCD认为是第0行,EFGH是第1行,依此类推。第0行的第一个像素是A。

ABCD
E  H
I  L
MNOP

首先,让我们看一下移动值的代码。

    int top = matrix[first][i]; // save top

第一行将值缓存在顶部位置。表示矩阵顶部行的位置。

    // left -> top
    matrix[first][i] = matrix[last-offset][first];          

下一部分将值从左边位置移动到顶部位置。

    // bottom -> left
    matrix[last-offset][first] = matrix[last][last - offset]; 

下一部分将值从底部位置移动到左边位置。

    // right -> bottom
    matrix[last][last - offset] = matrix[i][last]; 

下一部分将值从正确的位置移到底部位置。

    // top -> right
    matrix[i][last] = top; // right <- saved top

最后一部分将缓存中的值(最高位置)移动到正确的位置

接下来是循环。

外部循环从0行运行到行总数的一半。这是因为当你旋转0行时,它也旋转最后一行,当你旋转第1行时,它也旋转第二行到最后一行,以此类推。

内环从行中的第一个像素位置(或列)运行到最后一个像素位置。对于第0行,这是从像素0到最后一个像素,但是对于第1行,这是从像素1到第二像素到最后一个像素,因为第一个和最后一个像素是作为行0的一部分旋转的。

外循环的第一次迭代使外壳旋转

ABCD
EFGH
IJKL
MNOP

变成:

MIEA
NFGB
OJKC
PLHD

外部循环的第二次迭代导致第二行旋转,最后得到:

MIEA
NJFB
OKGC
PLHD

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