将 R 中的矩阵顺时针旋转 90 度答案

【问题标题】：Rotate a Matrix in R by 90 degrees clockwise将 R 中的矩阵顺时针旋转 90 度
【发布时间】：2013-05-05 23:04:39
【问题描述】：

我在 R 中有一个这样的矩阵：

|1|2|3|
|1|2|3|
|1|2|3|

有没有一种简单的方法可以将整个矩阵顺时针旋转 90 度以获得这些结果？

|1|1|1|
|2|2|2|
|3|3|3|

然后再旋转 90 度：

|3|2|1|
|3|2|1|
|3|2|1|

?

【问题讨论】：

这叫做转置矩阵。试试函数t。
是的，但t 可以 360 度旋转吗？还是仅向右 90 度？

标签： r matrix transpose

【解决方案1】：

m <- matrix(rep(1:3,each=3),3)

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    2    3
[2,]    1    2    3
[3,]    1    2    3

t(m[nrow(m):1,])

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    1    1
[2,]    2    2    2
[3,]    3    3    3

m[nrow(m):1,ncol(m):1]

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    2    1
[2,]    3    2    1
[3,]    3    2    1

t(m)[ncol(m):1,]

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    3    3
[2,]    2    2    2
[3,]    1    1    1

【讨论】：

【解决方案2】：

t 不旋转条目，它沿对角线翻转：

x <- matrix(1:9, 3)
x
##      [,1] [,2] [,3]
## [1,]    1    4    7
## [2,]    2    5    8
## [3,]    3    6    9

t(x)
##      [,1] [,2] [,3]
## [1,]    1    2    3
## [2,]    4    5    6
## [3,]    7    8    9

R矩阵顺时针旋转90度：

您还需要在转置之前反转列：

rotate <- function(x) t(apply(x, 2, rev))
rotate(x)
##      [,1] [,2] [,3]
## [1,]    3    2    1
## [2,]    6    5    4
## [3,]    9    8    7

rotate(rotate(x))
##      [,1] [,2] [,3]
## [1,]    9    6    3
## [2,]    8    5    2
## [3,]    7    4    1

rotate(rotate(rotate(x)))
##      [,1] [,2] [,3]
## [1,]    7    8    9
## [2,]    4    5    6
## [3,]    1    2    3

rotate(rotate(rotate(rotate(x))))
##      [,1] [,2] [,3]
## [1,]    1    4    7
## [2,]    2    5    8
## [3,]    3    6    9

R矩阵逆时针旋转90度：

在反向之前进行转置与逆时针旋转相同：

foo = matrix(1:9, 3)
foo
## [,1] [,2] [,3]
## [1,]    1    4    7
## [2,]    2    5    8
## [3,]    3    6    9

foo <- apply(t(foo),2,rev)
foo

## [,1] [,2] [,3]
## [1,]    7    8    9
## [2,]    4    5    6
## [3,]    1    2    3

【讨论】：

漂亮且非常直观。谢谢！
apply 可能不是最优的；来自 R-help 档案：rotate = function(mat) t(mat[nrow(mat):1,,drop=FALSE])
除了2次重复操作，还有逆时针旋转的论坛吗？对于大型矩阵，这是一个相当密集的过程。
@geotheory 简单颠倒操作顺序：apply(t(x), 2, rev)
已经贴出来了：stackoverflow.com/questions/21729310/…

【解决方案3】：

将矩阵旋转 180° 的简单方法是：

m <- matrix(1:8,ncol=4)
#      [,1] [,2] [,3] [,4]
# [1,]    1    3    5    7
# [2,]    2    4    6    8


rot <- function(x) "[<-"(x, , rev(x))

rot(m)
#      [,1] [,2] [,3] [,4]
# [1,]    8    6    4    2
# [2,]    7    5    3    1

rot(rot(m))
#      [,1] [,2] [,3] [,4]
# [1,]    1    3    5    7
# [2,]    2    4    6    8

【讨论】：

这个函数的一个很好的特性是，如果你使用Matrix 类，它可以保持稀疏性。但是，您的代码在 R 3.2.1 中不起作用（不再？），它抱怨缺少 value 参数。相反，这种变化有效：rotate <- function(x) {x[] <- rev(x); x}.
我应该提一下，尽管这保留了稀疏性，但它确实必须临时实例化一个非稀疏向量，其大小是矩阵维度的乘积。
@KenWilliams 我无法重现该问题。它仍然可以在我的 R 3.2.1 机器上运行。
哦 - 它看起来只有在 m 是 Matrix 对象时才会失败。当m 是香草matrix 时，它确实工作得很好。
@PoGibas 函数[<- 用于索引替换。在代码x[i] <- y 中，对象x 将被更改。如果你改用"[<-"(x, i, y)，修改后的对象会被返回，x不会改变。

【解决方案4】：

将矩阵旋转 90 度和 -90 度的 R 方法

#first reverse, then transpose, it's the same as rotate 90 degrees
rotate_clockwise         <- function(x) { t(     apply(x, 2, rev))}
#first transpose, then reverse, it's the same as rotate -90 degrees:
rotate_counter_clockwise <- function(x) { apply(     t(x),2, rev)}

#or if you want a library to help make things easier to read:
#install.packages("pracma")
library(pracma)
rotate_one_eighty <- function(x) { rot90(x, 2) }
rotate_two_seventy <- function(x) { rot90(x, -1) }

foo = matrix(1:9, 3)
foo

foo = rotate_clockwise(foo)
foo

foo = rotate_counter_clockwise(foo)
foo

foo = rotate_one_eighty(foo)
foo

打印：

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    4    7          #original matrix
[2,]    2    5    8
[3,]    3    6    9
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    2    1
[2,]    6    5    4          #rotated 90 degrees
[3,]    9    8    7
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    4    7
[2,]    2    5    8          #rotated -90 degrees
[3,]    3    6    9
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    9    6    3
[2,]    8    5    2          #rotated 180 degrees
[3,]    7    4    1

请注意，顺时针旋转矩阵，然后逆时针将数字返回到它们的原始位置，然后旋转 180 就像旋转 90 两次一样。

【讨论】：

【解决方案5】：

或组合成一个函数（基于 Eric Leschinski）：

rotate  <- function(x, clockwise=T) {
  if (clockwise) { t( apply(x, 2, rev))
  } else {apply( t(x),2, rev)} 
}

【讨论】：