Java 矩阵 90 度旋转 | Java 矩阵顺时针和逆时针旋转

2025年8月5日 | 阅读 4 分钟

在本节中，我们将创建一个 Java 程序来将矩阵顺时针和逆时针旋转 90 度。顺时针旋转也称为矩阵的右旋，矩阵的逆时针旋转也称为矩阵的左旋。

顺时针或右旋矩阵 90 度

矩阵的旋转涉及两个步骤

首先，找到给定矩阵的转置。
交换第一列和最后一列的元素（如果矩阵是 3*3）。第二列保持不变。

这是一个有效的解决方案。

注意：矩阵必须具有相同的行数和列数。

让我们通过一个例子来理解。假设矩阵是

让我们找到矩阵的转置。

为了获得旋转后的矩阵，交换第一列和最后一列。

上述矩阵已旋转 90 度。

如果给定矩阵是 4*4 矩阵，则交换第一列和最后一列，第二列和第三列。例如，请看下图。

步骤 1：找到矩阵的转置。

for(int i=0; i<matrix.size(); i++)
{
for(int j=i; j<matrix[i].size(); j++)
{
//checks if i is not equal to j because in transpose matrix diagonal elements will not swap
if(i!=j)
{
//swapping elements
int temp = matrix[i][j];
matrix[i][j]=marix[j][i];
matrix[j][i]=temp;
}
}
}

步骤 2：交换元素。

for(int i=0; i<n; i++)  //n is the number of rows
{
for(int j=i; j<c/2; j++)   //c is the number of columns
{
if(i!=j)
{
//swapping elements of the first column with last column
int temp = matrix[i][j];
matrix[i][j]=marix[i][c-j-1];
matrix[i][c-j-1]=temp;
}
}
}

让我们在 Java 程序中实现上述逻辑。

RotateMatrix.java

public class RotateMatrix
{
//function to rotate the matrix by 90 degrees clockwise
static void rightRotate(int matrix[][],int n)
{
//determines the transpose of the matrix
for(int i=0;i<n;i++)
{
for(int j=i;j<n;j++)
{
int temp = matrix[i][j];
matrix[i][j] = matrix[j][i];
matrix[j][i] = temp;
}
}

//then we reverse the elements of each row
for(int i=0;i<n;i++)
{
//logic to reverse each row i.e 1D Array.  
int low = 0, high = n-1;
while(low < high)
{
int temp = matrix[i][low];
matrix[i][low] = matrix[i][high];
matrix[i][high] = temp;
low++;
high--;
}
}

System.out.println("The Right Rotated Matrix is: ");
//prints matrix after rotation
for(int i=0;i<3;i++)
{
for(int j=0;j<3;j++)
{
System.out.print(matrix[i][j]+" " +"\t");
}
System.out.println();
}
}
//driver code
public static void main(String args[])
{
int n=3;
//initializing a 3*3 matrix
int matrix[][] = new int[][]{ {1,2,3}, {4,5,6} , {7,8,9} };
System.out.println("The Original Matrix is: ");
//prints matrix
for(int i=0;i<3;i++)
{
for(int j=0;j<3;j++)
{
//prints the elements of the matrix    
System.out.print(matrix[i][j]+" " +"\t");
}
System.out.println();
}
//function calling
rightRotate(matrix, n);
}
} 

输出

让我们看看相同的另一个逻辑。

RotateMatrixClockwise.java

public class RotateMatrixClockwise
{
public static void main(String args[])
{
//matrix to rotate 
int a[][]= {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};  
System.out.println("Original Matrix: \n");
//loop for rows
for(int i=0;i<3;i++)
{
//loop for columns
for(int j=0;j<3;j++)
{
//prints the elements of the original matrix
System.out.print(" "+a[i][j]+"\t");
}
System.out.println("\n");
}
System.out.println("Rotate Matrix by 90 Degrees Clockwise: \n");
for(int i=0;i<3;i++)
{
for(int j=2;j>=0;j--)
{
//prints the elements of the rotated matrix
System.out.print(""+a[j][i]+"\t");
}
System.out.println("\n");
}
}
} 

输出

矩阵旋转的时间复杂度为O(n*n)，空间复杂度为O(1)，因为我们在旋转矩阵时没有使用额外的空间。

逆时针或左旋矩阵 90 度

RotateMatrix.java

public class RotateMatrix
{
//creating a function to rotate a matrix by 90 degrees Anti-clockwise
static void leftRotate(int matrix[][], int n)
{
//swapping elements of rows by columns that gives the transpose matrix
for(int i=0;i<n;i++)
{
for(int j=i;j<n;j++)
{
int temp = matrix[i][j];
matrix[i][j] = matrix[j][i];
matrix[j][i] = temp;
}
}
for(int i=0;i<n;i++)
{
//logic to swap columns
int low = 0;
int high = n-1;
while(low < high)
{
int temp = matrix[low][i];
matrix[low][i] = matrix[high][i];
matrix[high][i] = temp;
low++;
high--;
}
}
//prints the matrix elements after left rotation
System.out.println("Matrix After Left Rotation: ");
for(int i=0;i<3;i++)
{
for(int j=0;j<3;j++)
{
System.out.print(matrix[i][j]+" "+"\t");
}
System.out.println();
}
}
//driver code
public static void main(String args[])
{
//initialize number of rows and columns
int n=3;
//creating a 3*3 matrix
int matrix[][] = new int[][]{ {1,2,3}, {4,5,6} , {7,8,9} };
//prints the matrix
System.out.println("The Original Matrix is: ");
//loop for rows
for(int i=0;i<3;i++)
{
//loop for column    
for(int j=0;j<3;j++)
{
//prints elements of the matrix     
System.out.print(matrix[i][j]+" "+"\t");
}
System.out.println();
}
//function calling 
leftRotate(matrix,n);
}
}

输出

让我们看另一种逻辑。

RotateMatrixAniclockwise.java

public class RotateMatrixAniclockwise
{
public static void main(String args[])
{
int a[][]= {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};  
System.out.println("Original Matrix: \n");
for(int i=0;i<3;i++)
{
for(int j=0;j<3;j++)
{
System.out.print(" "+a[i][j]+"\t");
}
System.out.println("\n");
}
System.out.println("Rotate Matrix by 90 Degrees Anti-clockwise: \n");
for(int i=2;i>=0;i--)
{
for(int j=0;j<=2;j++)
{
System.out.print(""+a[j][i]+"\t");
}
System.out.println("\n");
}
}
}

输出

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顺时针或右旋矩阵 90 度

注意：矩阵必须具有相同的行数和列数。

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