import java.util.Arrays;
/**
* @author Biao
*
* 在写俄罗斯方块时，可以为每个图形的每种状态都定义一个数组来表示(效率高)。
* 因为每个图形有四个方向的状态：上右下左，所以每个图形要定义四个数组来表示他的状态。
* 如果把这些图形都放在一个方阵中，图形的重心为方阵的中心，旋转时绕方阵中心旋转，
* 则图形的四个方向的状态可以通过旋转方阵来实现，这样为每种图形只需要定义一个状态数组。
* 而方阵向左或向右旋转 90 度通过算法可以很方便的实现。
*
* 一般的如图像旋转任意角度 delta，也是要放在一个方阵中进行处理，以方阵的中心为坐标轴原心，
* 然后使用sin, cos计算出旋转后的坐标点，取整。
* 如图像上某一点离原心的距离为 r, 它的角度为 alpha, 逆时针旋转 delta:
* x = r * cos(delta + alpha)
* y = r * sin(delta + alpha)
* 可以把2D坐标 (x, y) 归一化，变成(x, y, 1)，然后使用上面的公式计算出旋转矩阵来计算更为方便。
*/
public class RotateUtil {
public static enum Direction { LEFT, RIGHT };
/**
* 方阵向右或向左旋转90度。
*/
public static int[][] rotateSquareMatrix(int[][] data, Direction dir) {
int len = data.length;
int last = len - 1;
temp = createTempSquareMatrix(len);
// 代码量换取计算效率
if (dir == Direction.LEFT) {
// 向左旋转，第一行变第一列，第二行变第二列
for (int i = 0; i < len; ++i) {
for (int j = 0; j < len; ++j) {
temp[last - j][i] = data[i][j];
}
}
} else if (dir == Direction.RIGHT) {
// 向右旋转，第一行变第四列，第二行变第n - 2列
for (int i = 0; i < len; ++i) {
for (int j = 0; j < len; ++j) {
temp[j][last - i] = data[i][j];
}
}
}
// 复制旋转后的数据
for (int i = 0; i < len; ++i) {
for (int j = 0; j < len; ++j) {
data[i][j] = temp[i][j];
}
}
return data;
}
public static void printMatrix(int[][] data) {
for (int i = 0; i < data.length; ++i) {
System.out.println(Arrays.toString(data[i]));
}
}
private static int[][] createTempSquareMatrix(int size) {
if (temp == null || temp.length != size) {
temp = new int[size][size];
}
return temp;
}
private static int[][] temp = null;
public static void main(String[] args) {
// 一般的俄罗斯方式 5 * 5 的方阵正好
int[][] data = {
{0, 0, 1, 0, 0},
{0, 0, 1, 0, 0},
{0, 0, 1, 1, 0},
{0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0}
};
Direction dir = Direction.LEFT;
String info = "Rotate " + ((dir == Direction.LEFT) ? "left" : "right");
System.out.println("Original Data:");
printMatrix(data);
System.out.println(info);
rotateSquareMatrix(data, dir);
printMatrix(data);
System.out.println(info);
rotateSquareMatrix(data, dir);
printMatrix(data);
System.out.println(info);
rotateSquareMatrix(data, dir);
printMatrix(data);
System.out.println(info);
rotateSquareMatrix(data, dir);
printMatrix(data);
System.out.println("-------------------------------------------");
dir = Direction.RIGHT;
info = "Rotate " + ((dir == Direction.LEFT) ? "left" : "right");
System.out.println("Original Data:");
printMatrix(data);
System.out.println(info);
rotateSquareMatrix(data, dir);
printMatrix(data);
System.out.println(info);
rotateSquareMatrix(data, dir);
printMatrix(data);
System.out.println(info);
rotateSquareMatrix(data, dir);
printMatrix(data);
System.out.println(info);
rotateSquareMatrix(data, dir);
printMatrix(data);
}
}
测试结果:
Original Data:
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 1, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
Rotate left
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
[1, 1, 1, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
Rotate left
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 1, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
Rotate left
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 1, 1, 1]
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
Rotate left
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 1, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
-------------------------------------------
Original Data:
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 1, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
Rotate right
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 1, 1, 1]
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
Rotate right
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 1, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
Rotate right
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
[1, 1, 1, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
Rotate right
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 1, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]
[0, 0, 0, 0, 0]