使用 Python 交换矩阵的对角线
在本文中，我们将学习一个用于交换矩阵对角线的 Python 程序。
假设我们已采用 NxN 输入矩阵。现在，我们将使用以下方法交换输入矩阵的对角线。
使用的方法
以下是完成此任务的各种方法 -
使用带有临时变量的嵌套 For 循环
使用"，"交换运算符
算法(步骤)
以下是执行所需任务所要遵循的算法/步骤。 −
创建一个变量来存储矩阵的输入行数
创建一个函数printGivenMatrix()来打印给定的矩阵。
在 printGivenMatrix() 函数内部，使用 For 循环遍历给定矩阵的行。
使用另一个嵌套 For 循环遍历当前行的列。
打印当前行和列的相应矩阵元素。
创建一个函数swapMatDiagonals()，通过接受输入矩阵作为参数来交换输入矩阵的对角线。
使用for 循环遍历矩阵的行矩阵。
使用 if 条件 语句检查行索引是否不等于矩阵行数的一半。
如果条件为 真，则使用临时变量交换对角线元素。
创建一个变量来存储输入矩阵。
通过将输入矩阵作为参数传递来调用上面定义的 swapMatDiagonals() 函数，以交换矩阵的对角线。
通过调用 printGivenMatrix() 方法再次打印输入矩阵。
方法 1:使用嵌套 For 循环和临时变量
示例
以下程序交换使用嵌套 for 循环和临时变量的矩阵对角线 −
# 创建一个函数来打印给定的矩阵
def printGivenMatrix(inputMatrix):
# 遍历输入矩阵的行
for p in range(rows):
# 遍历输入矩阵当前行对应的列
for q in range(rows):
# 打印当前行和列的元素
print(inputMatrix[p][q], end=" ")
# 打印新行来分隔行
print()
# 创建一个函数来交换矩阵的对角线
# 通过接受输入矩阵作为参数
def swapMatDiagonals(inputMatrix):
# 遍历矩阵的行
for p in range(rows):
# 检查行索引是否不是矩阵行的一半
if (p != rows / 2):
# 使用临时变量交换对角线元素
tempVariable = inputMatrix[p][p]
inputMatrix[p][p] = inputMatrix[p][rows - p - 1]
inputMatrix[p][rows - p - 1] = tempVariable
# 输入矩阵的行数
rows = 3
# 输入矩阵(3x3 矩阵)
inputMatrix = [[5, 1, 3],
[6, 10, 8],
[7, 2, 4]]
print("给定矩阵为:")
printGivenMatrix(inputMatrix)
print("交换输入矩阵的对角线:")
#调用上述 swapMatDiagonals() 函数，绕过输入矩阵
swapMatDiagonals(inputMatrix)
#交换矩阵对角线后再次打印矩阵
printGivenMatrix(inputMatrix)
输出
执行时，上述程序将生成以下输出 -
给定矩阵为: 5 1 3 6 10 8 7 2 4 交换输入矩阵的对角线: 3 1 5 6 10 8 4 2 7
时间复杂度 − O(N)
其中 N 表示行数或列数，因为我们只使用一个循环来交换指定矩阵的对角线。
辅助空间 − O(1)。因为我们不使用任何额外空间。
方法 2:使用','交换运算符
示例
以下程序使用','(交换)运算符交换矩阵的对角线 −
# 创建一个函数来打印给定的矩阵
def printGivenMatrix(inputMatrix):
# 遍历输入矩阵的行
for p in range(rows):
# 遍历当前行对应的列
for q in range(rows):
# 打印当前行和列的元素
print(inputMatrix[p][q], end=" ")
# 打印新行来分隔行
print()
# 创建一个函数来交换矩阵的对角线
def swapMatDiagonals(inputMatrix):
# 遍历矩阵的行
for p in range(rows):
# 检查行索引是否不是矩阵行的一半
if (p != rows / 2):
# 使用 ','(交换运算符)交换对角线元素
inputMatrix[p][p], inputMatrix[p][rows - p - 1] = inputMatrix[p][rows - p - 1], inputMatrix[p][p]
# 输入矩阵的行数
rows = 3
# 输入矩阵(3x3 矩阵)
inputMatrix = [[5, 1, 3],
[6, 10, 8],
[7, 2, 4]]
print("给定矩阵为:")
printGivenMatrix(inputMatrix)
print("交换输入矩阵的对角线:")
# 调用上述 swapMatDiagonals() 函数
swapMatDiagonals(inputMatrix)
# 交换矩阵对角线后再次打印矩阵
printGivenMatrix(inputMatrix)
输出
执行时，上述程序将生成以下输出 -
给定矩阵为: 5 1 3 6 10 8 7 2 4 交换输入矩阵的对角线: 3 1 5 6 10 8 4 2 7
时间复杂度 − O(N)
辅助空间 − O(1)。因为我们没有使用任何额外的空间。
结论
在本文中，我们学习了两种交换矩阵对角线元素的不同方法。此外，我们还学习了如何使用交换运算符("，")交换两个变量而不占用额外空间。(临时变量)
