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LeetCode 48：三种解法玩转图像旋转（Python，Java解法）

news 2026/6/4 12:00:21

题目LeetCode.48

给定一个n×n的二维矩阵matrix表示一个图像。请你将图像顺时针旋转 90 度。

你必须在原地旋转图像，这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。请不要使用另一个矩阵来旋转图像。

Python解法

解法一（赋值到一个新空间）

class Solution: def rotate(self, matrix: List[List[int]]) -> None: n = len(matrix) new_matrix = [[0] * n for _ in range(n)] for i in range(n): for j in range(n): new_matrix[j][n-i-1] = matrix[i][j] matrix[:] = new_matrix

所给二维数组为方形，直接测行数：n = len(matrix)，

创建一个等大的数组：使用Python中的推导式，

转换数组（代码核心）：new_matrix[j][n-i-1] = matrix[i][j]。

解法二（直接四个元素转换）

class Solution: def rotate(self, matrix: List[List[int]]) -> None: n = len(matrix) for i in range(n // 2): for j in range((n+1) // 2): a, b, c, d = i, j, n - j - 1, n - i - 1 matrix[a][b], matrix[c][a], matrix[d][c], matrix[b][d] = \ matrix[c][a], matrix[d][c], matrix[b][d], matrix[a][b]

本解法比较难理解，可尽量理解

主要在于循环条件的控制和如何交换，只遍历左上角一小块

下面以题目为例展示过程

矩阵：

1 2 3 4 5 6 7 8 9

只需要处理左上角 4 个格子：(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)

旋转 (0,0)

四元组：(0,0) → (2,0) → (2,2) → (0,2)对应数字：1 → 7 → 9 → 3

旋转后：

3 2 1 4 5 6 9 8 7

旋转 (0,1)

四元组：(0,1) → (1,0) → (2,1) → (1,2)对应数字：2 → 4 → 8 → 6

旋转后：

3 4 1 8 5 2 9 6 7

旋转 (1,0)

已经被上面处理过，不会重复。

旋转 (1,1)

中心元素 5 自己转自己，不变。

最终结果：

7 4 1 8 5 2 9 6 3

解法三（先水平翻，再对角（\）翻）

class Solution: def rotate(self, matrix: List[List[int]]) -> None: n = len(matrix) for j in range(n//2): matrix[j],matrix[n-j-1]=matrix[n-j-1],matrix[j] for i in range(n): for j in range(i): matrix[i][j],matrix[j][i] = matrix[j][i], matrix[i][j]

Java解法（顺序同Python）

解法一

class Solution { public void rotate(int[][] matrix) { int n = matrix.length; int[][] new_matrix = new int[n][n]; for(int i = 0; i < n; ++i){ for(int j = 0; j < n; ++j){ new_matrix[j][n - i -1] = matrix[i][j]; } } for(int i = 0; i < n; ++i){ for(int j = 0; j < n; ++j){ matrix[i][j] = new_matrix[i][j]; } } } }

解法二

public class Solution { public void rotate(int[][] matrix) { int n = matrix.length; // 只遍历左上角 1/4 区域 for (int i = 0; i < n / 2; i++) { for (int j = 0; j < (n + 1) / 2; j++) { // 暂存左上角的值 int temp = matrix[i][j]; // 1. 左下 → 左上 matrix[i][j] = matrix[n - 1 - j][i]; // 2. 右下 → 左下 matrix[n - 1 - j][i] = matrix[n - 1 - i][n - 1 - j]; // 3. 右上 → 右下 matrix[n - 1 - i][n - 1 - j] = matrix[j][n - 1 - i]; // 4. 暂存值 → 右上 matrix[j][n - 1 - i] = temp; } } } }

解法三

public class Solution { public void rotate(int[][] matrix) { int n = matrix.length; // 1. 水平上下翻转 for (int i = 0; i < n / 2; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { // 交换第 i 行和第 n-1-i 行的 j 列元素 int temp = matrix[i][j]; matrix[i][j] = matrix[n - 1 - i][j]; matrix[n - 1 - i][j] = temp; } } // 2. 主对角线转置 for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < i; j++) { // 交换 (i,j) 和 (j,i) int temp = matrix[i][j]; matrix[i][j] = matrix[j][i]; matrix[j][i] = temp; } } } }