โปรแกรม Java หมุนองค์ประกอบของเมทริกซ์

ในบทความนี้ เราจะเรียนรู้วิธีการหมุนองค์ประกอบของเมทริกซ์ (Rotate Matrix Elements) เมทริกซ์เป็นการนำเสนอองค์ประกอบในรูปแบบแถวและคอลัมน์ การหมุนเมทริกซ์คือการเลื่อนตำแหน่งของแต่ละองค์ประกอบในเมทริกซ์ไป 1 ตำแหน่งทางขวาหรือซ้าย

ตัวอย่างการทำงาน

สมมติข้อมูลนำเข้า (Input) คือ:

The matrix is defined as 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

ผลลัพธ์ที่ต้องการ (Output) คือ:

The matrix after one rotation: 5 1 2 3 9 10 6 4 13 11 7 8 14 15 16 12

อัลกอริทึม

ขั้นตอนที่ 1 - เริ่มต้น
ขั้นตอนที่ 2 - ประกาศเมทริกซ์จำนวนเต็ม input_matrix และตัวแปรจำนวนเต็ม 4 ตัว คือ row, column, previous, next
ขั้นตอนที่ 3 - กำหนดค่าให้กับเมทริกซ์
ขั้นตอนที่ 4 - วนลูปผ่านแต่ละองค์ประกอบด้วย while loop เลื่อนตำแหน่งแต่ละองค์ประกอบ 1 ตำแหน่งทางขวา โดยใช้ for-loop หลายชั้น และเก็บเมทริกซ์
ขั้นตอนที่ 5 - แสดงผลลัพธ์
ขั้นตอนที่ 6 - จบการทำงาน

ตัวอย่างที่ 1: รับค่าจากผู้ใช้

public class RotateMatrix { 
    static int Rows = 4; 
    static int Columns = 4; 
    public static void main(String[] args) { 
        int input_matrix[][] = { 
            {1, 2, 3, 4}, 
            {5, 6, 7, 8}, 
            {9, 10, 11, 12}, 
            {13, 14, 15, 16} 
        }; 
        System.out.println("The input_matrix is defined as "); 
        for (int i = 0; i < Rows; i++) { 
            for (int j = 0; j < Columns; j++) 
                System.out.print( input_matrix[i][j] + " "); 
            System.out.print("\n"); 
        } 
        int m = Rows, n = Columns; 
        int row = 0, column = 0; 
        int previous, current; 
        while (row < m && column < n) { 
            if (row + 1 == m || column + 1 == n) 
                break; 
            previous = input_matrix[row + 1][column]; 
            for (int i = column; i < n; i++) { 
                current = input_matrix[row][i]; 
                input_matrix[row][i] = previous; 
                previous = current; 
            } 
            row++; 
            for (int i = row; i < m; i++) { 
                current = input_matrix[i][n-1]; 
                input_matrix[i][n-1] = previous; 
                previous = current; 
            } 
            n--; 
            if (row < m) { 
                for (int i = n-1; i >= column; i--) { 
                    current = input_matrix[m-1][i]; 
                    input_matrix[m-1][i] = previous; 
                    previous = current; 
                } 
            } 
            m--; 
            if (column < n) { 
                for (int i = m-1; i >= row; i--) { 
                    current = input_matrix[i][column]; 
                    input_matrix[i][column] = previous; 
                    previous = current; 
                } 
            } 
            column++; 
        } 
        System.out.println("\nThe input_matrix after one rotation: "); 
        for (int i = 0; i < Rows; i++) { 
            for (int j = 0; j < Columns; j++) 
                System.out.print( input_matrix[i][j] + " "); 
            System.out.print("\n"); 
        } 
    } 
}

ผลลัพธ์

The input_matrix is defined as 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
The input_matrix after one rotation: 5 1 2 3 9 10 6 4 13 11 7 8 14 15 16 12

ตัวอย่างที่ 2: ใช้ฟังก์ชันแยก (Object-Oriented Style)

public class RotateMatrix { 
    static int Rows = 4; 
    static int Columns = 4; 
    static void Rotate_matrix(int m, int n, int matrix[][]) { 
        int row = 0, column = 0; 
        int previous, current; 
        while (row < m && column < n) { 
            if (row + 1 == m || column + 1 == n) 
                break; 
            previous = matrix[row + 1][column]; 
            for (int i = column; i < n; i++) { 
                current = matrix[row][i]; 
                matrix[row][i] = previous; 
                previous = current; 
            } 
            row++; 
            for (int i = row; i < m; i++) { 
                current = matrix[i][n-1]; 
                matrix[i][n-1] = previous; 
                previous = current; 
            } 
            n--; 
            if (row < m) { 
                for (int i = n-1; i >= column; i--) { 
                    current = matrix[m-1][i]; 
                    matrix[m-1][i] = previous; 
                    previous = current; 
                } 
            } 
            m--; 
            if (column < n) { 
                for (int i = m-1; i >= row; i--) { 
                    current = matrix[i][column]; 
                    matrix[i][column] = previous; 
                    previous = current; 
                } 
            } 
            column++; 
        } 
        System.out.println("\nThe matrix after one rotation: "); 
        for (int i = 0; i < Rows; i++) { 
            for (int j = 0; j < Columns; j++) 
                System.out.print( matrix[i][j] + " "); 
            System.out.print("\n"); 
        } 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
        int input_matrix[][] = { 
            {1, 2, 3, 4}, 
            {5, 6, 7, 8}, 
            {9, 10, 11, 12}, 
            {13, 14, 15, 16} 
        }; 
        System.out.println("The matrix is defined as "); 
        for (int i = 0; i < Rows; i++) { 
            for (int j = 0; j < Columns; j++) 
                System.out.print( input_matrix[i][j] + " "); 
            System.out.print("\n"); 
        } 
        Rotate_matrix(Rows, Columns, input_matrix); 
    } 
}

ผลลัพธ์

The matrix is defined as 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
The matrix after one rotation: 5 1 2 3 9 10 6 4 13 11 7 8 14 15 16 12