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Java中实现二维数组（矩阵）的转置

news 2025/7/20 16:53:26

在矩阵运算中，矩阵的转置是一个基本操作，即将矩阵的行变成列，列变成行。在Java中，我们可以通过编写一个方法来实现二维数组的转置。下面，我将详细介绍如何在Java中完成这一任务，并提供完整的代码示例。

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👕一、矩阵转置的基本概念

假设我们有一个m x n的矩阵A，其转置矩阵A^T是一个n x m的矩阵，其中A^T[i][j] = A[j][i]。简而言之，转置矩阵就是将原矩阵的行和列互换得到的矩阵。

🎃二、Java实现

在Java中，二维数组可以用来表示矩阵。我们可以编写一个方法，该方法接收一个二维数组作为参数，并返回其转置矩阵。为了简化问题，我们假设输入的二维数组是矩形的（即所有行的长度都相同），并且不为空。

2.1完整代码示例：

public class MatrixTranspose {  public static void main(String[] args) {  // 示例矩阵  int[][] matrix = {  {1, 2, 3},  {4, 5, 6},  {7, 8, 9}  };  // 转置矩阵  int[][] transposedMatrix = transposeMatrix(matrix);  // 打印转置矩阵  printMatrix(transposedMatrix);  }  /**  * 转置矩阵  *   * @param matrix 输入的二维数组（矩阵）  * @return 转置后的二维数组  */  public static int[][] transposeMatrix(int[][] matrix) {  if (matrix == null || matrix.length == 0) {  return null; // 空矩阵或null输入，返回null或抛出异常（根据需求选择）  }  int rows = matrix.length;  int cols = matrix[0].length;  // 创建转置矩阵  int[][] transposed = new int[cols][rows];  // 遍历原矩阵，进行转置  for (int i = 0; i < rows; i++) {  for (int j = 0; j < cols; j++) {  transposed[j][i] = matrix[i][j];  }  }  return transposed;  }  /**  * 打印矩阵  *   * @param matrix 要打印的二维数组（矩阵）  */  public static void printMatrix(int[][] matrix) {  if (matrix == null || matrix.length == 0) {  return;  }  for (int[] row : matrix) {  for (int element : row) {  System.out.print(element + " ");  }  System.out.println(); // 每打印完一行后换行  }  }  
}

2.2代码解析

主方法（main)：定义了一个示例矩阵，并调用transposeMatrix方法进行转置，最后通过printMatrix方法打印转置后的矩阵。

transposeMatrix方法：

首先检查输入矩阵是否为空或长度为0，如果是，则根据需求返回null或抛出异常。
获取原矩阵的行数和列数。
创建一个新的二维数组transposed，其行数为原矩阵的列数，列数为原矩阵的行数，用于存储转置后的矩阵。
使用两层嵌套循环遍历原矩阵，将元素按照转置规则放入新矩阵中。

printMatrix方法：遍历并打印二维数组（矩阵）的每个元素，每打印完一行后换行。