หมุนเมทริกซ์ 90 องศาทิศตรงข้ามเข็มนาฬิกาใน Java

สมมติให้มีเมทริกซ์สี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด N×N งานคือการหมุนเมทริกซ์ทิศตรงข้ามเข็มนาฬิกา (counterclockwise) 90 องศา

ตัวอย่าง Input-1

N = 3
matrix[][] = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

Output

3 6 9
2 5 8
1 4 7

แนวทางแก้ปัญหา

วิธีที่ง่ายที่สุดคือ:

หา Transpose ของเมทริกซ์ (สลับแถวกับคอลัมน์)
กลับลำดับคอลัมน์ (swap คอลัมน์แรกกับคอลัมน์สุดท้าย, คอลัมน์ที่ 2 กับ倒数ที่ 2, ...)

เหตุผล: การหมุน 90 องศา CCW = Transpose + Horizontal Flip (กลับซ้าย-ขวา)

ตัวอย่างโค้ด

import java.io.*;

class Solution {
    static void rotateMatrix(int n, int[][] matrix) {
        // ขั้นตอนที่ 1: หา Transpose
        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;
            }
        }

        // ขั้นตอนที่ 2: กลับลำดับคอลัมน์ (swap column 0 กับ n-1, 1 กับ n-2, ...)
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int top = 0;
            int bottom = n - 1;
            while (top < bottom) {
                int temp = matrix[top][i];
                matrix[top][i] = matrix[bottom][i];
                matrix[bottom][i] = temp;
                top++;
                bottom--;
            }
        }
    }

    static void displayMatrix(int n, int[][] mat) {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                System.out.print(" " + mat[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println();
    }

    public static void main(String[] args) {
        int N = 3;
        int[][] mat = {
            {1, 2, 3},
            {4, 5, 6},
            {7, 8, 9}
        };
        rotateMatrix(N, mat);
        displayMatrix(N, mat);
    }
}

ผลลัพธ์

3 6 9
2 5 8
1 4 7

หมายเหตุเพิ่มเติม

หากต้องการหมุน 90 องศา ตามเข็มนาฬิกา (CW): Transpose + Vertical Flip (กลับบน-ล่าง)
Time Complexity: O(N²) - ต้องเข้าถึงทุกเซลล์
Space Complexity: O(1) - ทำ in-place