48. 旋转图像

中等 含交互动画

学完这道你应该能: 说清它为什么用「原地旋转」,而不是死记步骤; 合上页面,自己默写出核心代码; 用 30 秒把思路讲清楚。

AI 私教 · 就着本题动画讲
卡住了不用硬扛,按 8 步把这题真正走通。
从读题、试解、找法到手写代码,边问边打勾,适合第一次系统学算法的同学。

题目描述

把 n×n 矩阵顺时针旋转 90 度,要求原地修改。

matrix = [[1,2],[3,4]]
输出 = [[3,1],[4,2]]

思路解析

关键不是背模板,而是看懂为什么这题适合矩阵 · 原地旋转

1. 原矩阵每个格子都有坐标:原矩阵每个格子都有坐标

2. 顺时针旋转可拆成转置 + 翻转:顺时针旋转可拆成转置 + 翻转

3. 转置:转置:matrix[i][j] 和 matrix[j][i] 交换

4. 对角线上的元素不动:对角线上的元素不动

5. 转置后行列互换:转置后行列互换

6. 再把每一行左右反转:再把每一行左右反转

7. 第一行反转,元素到达目标列:第一行反转,元素到达目标列

8. 所有行反转后完成 90 度旋转:所有行反转后完成 90 度旋转

把这句话记住,下次遇到同类题,就能更快选出方向。

用一个小问题检查自己是不是真的懂了。

参考代码(Python)

Python
1class Solution:
2    def rotate(self, matrix):
3        n = len(matrix)
4        for i in range(n):
5            for j in range(i + 1, n):
6                matrix[i][j], matrix[j][i] = matrix[j][i], matrix[i][j]
7        for row in matrix:
8            row.reverse()

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n²) —— 每个核心状态按算法要求处理固定次数
  • 空间复杂度:O(1) —— 只保存必要的辅助结构或递归栈

套路模板

模板不是死背,而是提醒你写代码前先把状态、转移和边界排好。

Python
1# 矩阵 · 原地旋转 通用检查表
2# 1. 定义状态/指针/容器
3# 2. 每轮只做一个清晰动作
4# 3. 更新答案并处理边界

易错点

  • 错误写法:新建一个矩阵再拷回正确写法:原地题用转置加翻转(额外矩阵不符合原地要求)
  • 错误写法:只按样例推代码正确写法:先写清状态含义和边界条件(样例太少,隐藏用例专打边界)
  • 错误写法:变量名和动画不一致正确写法:代码变量沿用动画里的核心名字(学习时最怕脑内维护两套概念)

以上文字与上方动画完全同一思路:先看动画建立直觉 → 读文字巩固 → 关掉页面自己默写一遍代码,能写出来才算真的掌握

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