Java程式實現矩陣列內首尾元素交換

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在本文中，我們將學習如何在Java中交換矩陣各列的首尾元素。矩陣以行和列的方式排列元素。一個具有m行和n列的矩陣可以稱為m × n矩陣。

矩陣中的單個條目稱為元素，可以用a[i][j]表示，表示元素a位於第i行和第j列。

問題陳述

編寫一個Java程式來交換矩陣各列的首尾元素。

輸入

The matrix is defined as:
4 5 6 7
1 7 3 4
11 12 13 14
23 24 25 50

輸出

The matrix after swapping the elements:
7 5 6 4
4 7 3 1
14 12 13 11
50 24 25 23

交換矩陣首尾元素的方法

以下是交換矩陣首尾元素的方法：

• 使用主方法
• 使用封裝

使用main()方法

以下是交換矩陣首尾元素的步驟：

• 在main方法中定義具有預定義值的二維矩陣。
  
• 列印矩陣以顯示其原始狀態。
  
• 使用input_matrix.length獲取行數。
  
• 使用for迴圈遍歷每一行，使用臨時變數交換首尾元素。
  
• 交換每一行的第一列和最後一列的元素。
  
• 交換過程完成後列印矩陣。
  

示例

在這裡，我們使用main方法將所有操作繫結在一起：

public class MatrixSwap {
   static void swap(int input_matrix[][]) {
   }
   public static void main(String args[]) {
      int input_matrix[][] = {
         { 4, 5, 6, 7 },
         { 1, 7, 3, 4 },
         { 11, 12, 13, 14 },
         { 23, 24, 25, 50 }
      };
      System.out.println("The matrix is defined as: ");
      for (int i = 0; i < input_matrix.length; i++) {
         for (int j = 0; j < input_matrix[0].length; j++)
            System.out.print(input_matrix[i][j] + " ");
         System.out.println();
      }
      int matrix_length = input_matrix.length;
      for (int i = 0; i < input_matrix[0].length; i++) {
         int temp = input_matrix[i][0];
         input_matrix[i][0] = input_matrix[i][matrix_length - 1];
         input_matrix[i][matrix_length - 1] = temp;
      }
      System.out.println("\nThe matrix after swapping the elements: ");
      for (int i = 0; i < matrix_length; i++) {
         for (int j = 0; j < input_matrix[0].length; j++)
            System.out.print(input_matrix[i][j] + " ");
         System.out.println();
      }
   }
}

輸出

The matrix is defined as:
4 5 6 7
1 7 3 4
11 12 13 14
23 24 25 50

The matrix after swapping the elements:
7 5 6 4
4 7 3 1
14 12 13 11
50 24 25 23

使用封裝

以下是交換矩陣首尾元素的步驟：

• 在main方法中定義具有預定義值的矩陣。
  
• 列印矩陣以顯示其原始狀態。
  
• 建立一個單獨的交換函式來處理交換邏輯。
  
• 在交換函式中，獲取行數，並使用for迴圈遍歷每一行，使用臨時變數交換首尾元素。
  
• 從main方法呼叫交換函式。
  
• 在交換函式內列印交換後的矩陣。
  

示例

在這裡，我們將操作封裝到函式中，體現了面向物件程式設計：

public class MatrixSwap {
   static void swap(int input_matrix[][]) {
      int matrix_length = input_matrix.length;
      for (int i = 0; i < input_matrix[0].length; i++) {
         int temp = input_matrix[i][0];
         input_matrix[i][0] = input_matrix[i][matrix_length - 1];
         input_matrix[i][matrix_length - 1] = temp;
      }
      System.out.println("\nThe matrix after swapping the elements: ");
      for (int i = 0; i < matrix_length; i++) {
         for (int j = 0; j < input_matrix[0].length; j++)
            System.out.print(input_matrix[i][j] + " ");
         System.out.println();
      }
   }
   public static void main(String args[]) {
      int input_matrix[][] = {
         { 4, 5, 6, 7 },
         { 1, 7, 3, 4 },
         { 11, 12, 13, 14 },
         { 23, 24, 25, 50 }
      };
      System.out.println("The matrix is defined as: ");
      for (int i = 0; i < input_matrix.length; i++) {
         for (int j = 0; j < input_matrix[0].length; j++)
            System.out.print(input_matrix[i][j] + " ");
         System.out.println();
      }
      swap(input_matrix);
   }
}

輸出

The matrix is defined as:
4 5 6 7
1 7 3 4
11 12 13 14
23 24 25 50

The matrix after swapping the elements:
7 5 6 4
4 7 3 1
14 12 13 11
50 24 25 23