使用Python對矩陣進行行排序和列排序


在本文中,我們將學習一個Python程式,用於對矩陣進行行排序和列排序。

假設我們已經輸入了一個M x M矩陣。我們將使用巢狀for迴圈對給定的輸入矩陣進行行排序和列排序。

演算法(步驟)

以下是執行所需任務的演算法/步驟:−

  • 建立一個函式sortingMatrixByRow(),透過接受輸入矩陣m(行數)作為引數來對矩陣的每一行(即行方向)進行排序。

  • 在函式內部,使用for迴圈遍歷矩陣的行。

  • 使用另一個巢狀的for迴圈遍歷當前行的所有列。

  • 使用if條件語句檢查當前元素是否大於下一個元素。

  • 如果條件為true,則使用臨時變數交換元素。

  • 建立另一個函式transposeMatrix(),透過接受輸入矩陣m(行數)作為引數來獲取矩陣的轉置。

  • 使用for迴圈遍歷矩陣的行。

  • 使用另一個巢狀for迴圈遍歷從(row +1)列到列末尾的元素。

  • 將當前行、列元素與列、行元素交換。

  • 建立一個函式sortMatrixRowandColumn(),透過接受輸入矩陣m(行數)作為引數來對矩陣進行行排序和列排序。

  • 在函式內部,呼叫上面定義的sortingMatrixByRow()函式對輸入矩陣的行進行排序。

  • 呼叫上面定義的transposeMatrix()函式獲取輸入矩陣的轉置。

  • 再次呼叫上面定義的sortingMatrixByRow()函式對輸入矩陣的行進行排序。

  • 再次呼叫上面定義的transposeMatrix()函式獲取輸入矩陣的轉置。

  • 建立一個函式printingMatrix(),使用巢狀for迴圈遍歷矩陣的行和列來列印矩陣。

  • 建立一個變數來儲存輸入矩陣

  • 建立另一個變數來儲存輸入m(行數)值。

  • 呼叫上面定義的printingMatrix()函式來列印輸入矩陣。

  • 透過將輸入矩陣和m值傳遞給它來呼叫上面定義的sortMatrixRowandColumn()函式,對矩陣進行行和列排序

  • 透過呼叫上面定義的printingMatrix()函式來列印行和列排序後的結果輸入矩陣。

示例

以下程式使用巢狀for迴圈,返回對給定輸入矩陣進行行和列排序後的排序矩陣:−

# creating a function for sorting each row of matrix row-wise
def sortingMatrixByRow(inputMatrix, m):
   #  traversing till the length of rows of a matrix
      for p in range(m):
               # Sorting the current row
         for q in range(m-1):
            # checking whether the current element is greater than the next element
               if inputMatrix[p][q] >inputMatrix[p][q + 1]:
                  # swapping the elements using a temporary variable
                  # if the condition is true
                  tempVariable = inputMatrix[p][q]
                  inputMatrix[p][q] = inputMatrix[p][q + 1]
                  inputMatrix[p][q + 1] = tempVariable

# creating a function to get the transpose of a matrix
# by accepting the input matrix, m values as arguments
def transposeMatrix(inputMatrix, m):
   # traversing through the rows of a matrix
      for p in range(m):
         # Traversing from row +1 column to last column
         for q in range(p + 1, m):
            # Swapping the element at index (p,q) with (q,p)
            temp = inputMatrix[p][q]
            inputMatrix[p][q] = inputMatrix[q][p]
            inputMatrix[q][p] = temp

# creating a function for sorting the matrix rows column-wise
def sortMatrixRowandColumn(inputMatrix, m):
   # sorting the rows of an input matrix by
   # calling the above defined sortingMatrixByRow() function
   sortingMatrixByRow(inputMatrix, m)
   # getting the transpose of an input matrix by
   # calling the above defined transposeMatrix() function
   transposeMatrix(inputMatrix, m)
   # once again sorting the rows of an input matrix by
   # calling the above defined sortingMatrixByRow() function
   sortingMatrixByRow(inputMatrix, m)
   # once again getting the transpose of an input matrix(So we sorted the columns)
   transposeMatrix(inputMatrix, m)

# creating a function to print the matrix
def printingMatrix(inputMatrix, rows):
   # Traversing in the rows of the input matrix
   for i in range(rows):
      # Traversing in the columns corresponding to the current row
         # of the input matrix
         for j in range(rows):
            print(inputMatrix[i][j], end=" ")
         # Printing a new line to separate the rows
         print()
# input matrix
inputMatrix = [[2, 6, 5],
               [1, 9, 8],
               [7, 3, 10]]

# input m value representing 3x3 matrix
# (dimensions)
m = 3
print("Input Matrix:")
# printing the input matrix by calling the above
# printingMatrix() function
printingMatrix(inputMatrix, m)
# calling the above defined sortMatrixRowandColumn() function
# by passing the input matrix, m values to it to
# sort the matrix row and column-wise
sortMatrixRowandColumn(inputMatrix, m)
# printing the input matrix after sorting row and column-wise
# by calling the above printingMatrix() function
print("Input Matrix after sorting row and column-wise:")
printingMatrix(inputMatrix, m)

輸出

執行上述程式後,將生成以下輸出:−

Input Matrix:
2 6 5 
1 9 8 
7 3 10 
Input Matrix after sorting row and column-wise:
1 5 6 
2 7 9 
3 8 10 

時間複雜度 − O(n^2 log2n)

輔助空間 − O(1)

結論

在本文中,我們學習瞭如何使用Python對給定矩陣進行行排序和列排序。此外,我們還學習瞭如何轉置給定矩陣,以及如何使用巢狀for迴圈(而不是使用內建的sort()方法)對矩陣進行行排序。

更新於:2023年1月31日

1K+ 次瀏覽

啟動您的職業生涯

完成課程獲得認證

開始
廣告
© . All rights reserved.