Go语言实现矩阵旋转（从零开始掌握二维数组顺时针旋转算法）

旋转原理分析

对于一个 n×n 的矩阵，顺时针旋转90度的规律是：

• 原矩阵中第 i 行第 j 列的元素，旋转后会出现在第 j 行第 (n - 1 - i) 列。
• 即：newMatrix[j][n-1-i] = oldMatrix[i][j]

我们可以通过创建一个新的矩阵来存放旋转后的结果，也可以在原地完成旋转（更节省内存）。

方法一：使用辅助矩阵（简单易懂）

这是最直观的方法，适合初学者理解二维数组旋转算法的核心逻辑。

package mainimport "fmt"// rotateMatrix 使用辅助矩阵实现顺时针旋转90度func rotateMatrix(matrix [][]int) [][]int {    n := len(matrix)    // 创建一个新的 n×n 矩阵    rotated := make([][]int, n)    for i := range rotated {        rotated[i] = make([]int, n)    }    // 填充新矩阵    for i := 0; i < n; i++ {        for j := 0; j < n; j++ {            rotated[j][n-1-i] = matrix[i][j]        }    }    return rotated}func main() {    matrix := [][]int{        {1, 2, 3},        {4, 5, 6},        {7, 8, 9},    }    fmt.Println("原始矩阵:")    printMatrix(matrix)    rotated := rotateMatrix(matrix)    fmt.Println("\n顺时针旋转90度后:")    printMatrix(rotated)}// 辅助函数：打印矩阵func printMatrix(matrix [][]int) {    for _, row := range matrix {        fmt.Println(row)    }}

方法二：原地旋转（空间优化）

如果你希望不使用额外空间，可以采用“分层旋转”策略。将矩阵看作若干个同心正方形（层），从外向内逐层旋转。

// inPlaceRotate 原地顺时针旋转90度func inPlaceRotate(matrix [][]int) {    n := len(matrix)    // 遍历每一层（从外到内）    for layer := 0; layer < n/2; layer++ {        first := layer        last := n - 1 - layer        // 遍历该层的每个元素（除最后一个）        for i := first; i < last; i++ {            offset := i - first            // 保存 top 元素            top := matrix[first][i]            // left -> top            matrix[first][i] = matrix[last-offset][first]            // bottom -> left            matrix[last-offset][first] = matrix[last][last-offset]            // right -> bottom            matrix[last][last-offset] = matrix[i][last]            // top -> right            matrix[i][last] = top        }    }}

这种方法虽然代码稍复杂，但空间复杂度为 O(1)，非常适合对性能有要求的场景，是高级Go实现矩阵操作的典型范例。

总结

通过本教程，你已经学会了两种在 Go 语言中实现顺时针旋转矩阵的方法：

• 方法一：使用辅助矩阵，逻辑清晰，适合学习和调试。
• 方法二：原地旋转，节省内存，适合生产环境。

无论你是准备面试，还是开发图形应用，掌握这些技巧都将大大提升你的编程能力。快动手试试吧！

关键词提示：Go语言矩阵旋转、二维数组旋转算法、顺时针旋转矩阵、Go实现矩阵操作