矩阵顺时针旋转90度

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有这样一道题目:

10.已知有n×n的方阵A,编写程序对A进行如下运算:
(1)转置
(2)水平镜像或垂直镜像
(3)顺时针旋转90度。

这里解决的是第3小问。

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问题分析:先来看一个没有经过旋转的矩阵


再看看以上这个矩阵经过顺时针旋转90度的结果,如下图所示;


注:以上两幅图是我通过旋转图片90度的形式得到的,当然图片旋转

后,图片上的数字的方向会变化,所以我修正了一下,得到了第二幅图。

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结果分析:经过对比以上两幅图,结果很明显,原矩阵经过顺时针旋转90度后,

1.从行的角度看:

原矩阵的第一行,变成了目标矩阵的最后一列。

原矩阵的第二行,变成了目标矩阵的倒数第二列。

原矩阵的第三行,变成了目标矩阵的倒数第三列。

原矩阵的第四行,变成了目标矩阵的倒数第四列。

.......

2.从列的角度看:

原矩阵的第一列,变成了目标矩阵的第一行,数字的方向相反。

原矩阵的第二列,变成了目标矩阵的第二行,数字的方向相反。

原矩阵的第三列,变成了目标矩阵的第三行,数字的方向相反。

原矩阵的第四列,变成了目标矩阵的第四行,数字的方向相反。

...

由此可知,矩阵顺时针旋转90的结果,就是把行变成列,把列变成行,

原矩阵有m行,则目标矩阵有m列。

原矩阵有n列,则目标矩阵有n行。

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例子代码:

#include <iostream>
using namespace std;

#define ROW 3
#define COL 4

//矩阵顺时针旋转90度
void Rotation(int arr[ROW][COL])
{
	int tmp[COL][ROW];//局部变量,函数调用完后会自动释放
	int dst=ROW-1;	  //这里我们从目标矩阵的最后一列开始存放数据

	//顺时针旋转矩阵90度
	for(int i=0;i<ROW;i++,dst--)
		for(int j=0;j<COL;j++)
			tmp[j][dst]=arr[i][j];

	//将旋转后的矩阵保存回原来的矩阵
	for(int i=0;i<COL;i++)
		for(int j=0;j<ROW;j++)
			arr[i][j]=tmp[i][j];
}


void main(void)
{
	int arr[ROW][COL]={ {1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
	cout<<"矩阵顺时针旋转前\n";
	for(int i=0;i<ROW;i++)
	{
		for(int j=0;j<COL;j++)
			printf("%3d ",arr[i][j]);
		cout<<endl;
	}

	Rotation(arr);

	cout<<"\n矩阵顺时针旋转90度后\n";
	for(int i=0;i<COL;i++)
	{
		for(int j=0;j<ROW;j++)
			printf("%3d ",arr[i][j]);
		cout<<endl;
	}

	cin.get();
}


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//效果截图


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您的十分满意是我追求的宗旨。

您的一点建议是我后续的动力。







### C语言实现矩阵顺时针旋转90 为了实现在原地将一个 \( N \times N \) 的二维矩阵顺时针旋转90的功能,可以通过两个主要步骤完成: 1. **转置矩阵**:交换矩阵中的行列位置。 2. **反转每行**:对于每一行的数据进行逆序排列。 具体代码如下所示[^1]: ```c void transposeMatrix(int matrix[][3], int size) { for (int i = 0; i < size; ++i) { for (int j = i; j < size; ++j) { // Swap elements at positions [i][j] and [j][i] int temp = matrix[i][j]; matrix[i][j] = matrix[j][i]; matrix[j][i] = temp; } } } void reverseRows(int matrix[][3], int size) { for (int i = 0; i < size; ++i) { for (int start = 0, end = size - 1; start < end; ++start, --end) { // Swap the first element with last one in each row int temp = matrix[i][start]; matrix[i][start] = matrix[i][end]; matrix[i][end] = temp; } } } void rotateInPlace(int (*matrix)[3], int size) { transposeMatrix(matrix, size); reverseRows(matrix, size); } ``` 这段程序定义了三个函数用于处理矩阵的操作。`transposeMatrix()` 函数负责执行矩阵的转置操作;而 `reverseRows()` 则是对每一行做反向排序的工作。最后通过调用 `rotateInPlace()` 来组合这两个过程从而达到顺时针旋转的效果[^2]。 当运行此段代码并传入合适的参数后,即可观察到原始矩阵被成功转换成了期望的结果形式[^5]。 #### 完整示例演示 下面是一个完整的例子展示如何使用这些方法来解决给定的问题实例[^4]: ```c #include <stdio.h> #define SIZE 3 // Function declarations as defined above... int main() { int a[SIZE][SIZE] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}}; printf("Original Matrix:\n"); for (int i = 0; i < SIZE; ++i){ for (int j = 0; j < SIZE; ++j) printf("%d ", a[i][j]); printf("\n"); } rotateInPlace(a, SIZE); printf("Rotated Matrix by 90 degrees clockwise:\n"); for (int i = 0; i < SIZE; ++i){ for (int j = 0; j < SIZE; ++j) printf("%d ", a[i][j]); printf("\n"); } return 0; } ``` 该程序首先打印出初始状态下的矩阵,接着调用了之前提到的方法来进行旋转,并再次显示最终得到的新矩阵布局。
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