Вращение двумерного массива в Python

В программе, которую я пишу, нужно повернуть двумерный массив. В поисках оптимального решения я нашел этот впечатляющий однострочный лайнер, который выполняет эту работу:

rotated = zip(*original[::-1])

Я использую его в своей программе сейчас, и он работает так, как предполагалось. Моя проблема заключается в том, что я не понимаю, как это работает.

Я был бы признателен, если бы кто-нибудь мог объяснить, как различные функции участвуют в достижении желаемого результата.

Ответ 1

Рассмотрим следующий двумерный список:

original = [[1, 2],
            [3, 4]]

Пошаговое разбиение:

>>> original[::-1]   # elements of original are reversed
[[3, 4], [1, 2]]

Этот список передается в zip() с помощью распаковки аргументов, поэтому вызов zip заканчивается как эквивалент этого:

zip([3, 4],
    [1, 2])
#    ^  ^----column 2
#    |-------column 1
# returns [(3, 1), (4, 2)], which is a original rotated clockwise

Надеемся, что комментарии дают понять, что делает zip, он будет группировать элементы из каждого входного итерабельного на основе индекса, или, другими словами, группирует столбцы.

Ответ 2

Это умный бит. Здесь разбивка:

[::-1] - делает мелкую копию исходного списка в обратном порядке. Также можно использовать reversed(), который приведет к обратному итератору по списку, а не к фактическому копированию списка (более эффективный объем памяти).
* - делает каждый подписок в исходном списке отдельным аргументом zip() (т.е. распаковывает список)
zip() - переносит один элемент из каждого аргумента и выводит список (ну, кортеж) из них и повторяется до тех пор, пока все подсписки не будут исчерпаны. Здесь фактически происходит перенос.

Итак, предположим, что у вас есть это:

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

Сначала вы получите это (мелкая, обратная копия):

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

Затем каждый из подписок передается как аргумент zip:

zip([7, 8, 9], [4, 5, 6], [1, 2, 3])

zip() многократно потребляет один элемент с начала каждого из его аргументов и делает из него кортеж, пока не будет больше элементов, в результате чего:

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

И Боб твой дядя.

Чтобы ответить на вопрос @IkeMiguel в комментарии о его вращении в другом направлении, это довольно просто: вам просто нужно отменить обе последовательности, которые входят в zip и результат. Первое может быть достигнуто путем удаления [::-1], а второе может быть достигнуто путем выброса reversed() вокруг всего. Поскольку reversed() возвращает итератор по списку, нам нужно будет поместить list() вокруг него для его преобразования. Итак:

rotated = list(zip(*reversed(original)))

Конечно, вы также можете просто повернуть список по часовой стрелке три раза.: -)

Ответ 3

Есть три части:

original [:: - 1] изменяет исходный массив. Это обозначение - нарезка списка Python. Это дает вам "подсписку" исходного списка, описанного в [start: end: step], start - это первый элемент, end - последний элемент, который будет использоваться в подсписке. шаг говорит, что каждый элемент шага от первого до последнего. Пропущенный старт и конец означает, что срез будет полным списком, а отрицательный шаг означает, что вы получите элементы в обратном порядке. Так, например, если оригинал был [x, y, z], результатом будет [z, y, x]
* При переходе списка/кортежа в список аргументов вызова функции означает "развернуть" список/кортеж, чтобы каждый из его элементов стал отдельным аргументом функции, а не самим списком/кортежем. Итак, если, скажем, args = [1,2,3], то zip (args) совпадает с zip ([1,2,3]), но zip (* args) совпадает с zip (1, 2,3).
zip - это функция, которая принимает n аргументов, каждая из которых имеет длину m и создает список длины m, элементы из которых имеют длину n и содержат соответствующие элементы каждого из исходных списков. Например, zip ([1,2], [a, b], [x, y]) является [[1, a, x], [2, b, y]]]. См. Также Документация Python.

Ответ 4

У меня была эта проблема, и я нашел большую страницу по википедии по этому вопросу (в разделе "Общие повороты":
https://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix#Ambiguities

Затем я написал следующий код, супер подробный, чтобы иметь четкое представление о том, что происходит.

Я надеюсь, что вам будет полезно копать больше в очень красивом и умном однострочном лайнере, который вы разместили.

Чтобы быстро протестировать его, вы можете скопировать/вставить его здесь:
http://www.codeskulptor.org/

triangle = [[0,0],[5,0],[5,2]]
coordinates_a = triangle[0]
coordinates_b = triangle[1]
coordinates_c = triangle[2]

def rotate90ccw(coordinates):
    print "Start coordinates:"
    print coordinates
    old_x = coordinates[0]
    old_y = coordinates[1]
# Here we apply the matrix coming from Wikipedia
# for 90 ccw it looks like:
# 0,-1
# 1,0
# What does this mean?
#
# Basically this is how the calculation of the new_x and new_y is happening:
# new_x = (0)(old_x)+(-1)(old_y)
# new_y = (1)(old_x)+(0)(old_y)
#
# If you check the lonely numbers between parenthesis the Wikipedia matrix numbers
# finally start making sense.
# All the rest is standard formula, the same behaviour will apply to other rotations, just
# remember to use the other rotation matrix values available on Wiki for 180ccw and 170ccw
    new_x = -old_y
    new_y = old_x
    print "End coordinates:"
    print [new_x, new_y]

def rotate180ccw(coordinates):
    print "Start coordinates:"
    print coordinates
    old_x = coordinates[0]
    old_y = coordinates[1] 
    new_x = -old_x
    new_y = -old_y
    print "End coordinates:"
    print [new_x, new_y]

def rotate270ccw(coordinates):
    print "Start coordinates:"
    print coordinates
    old_x = coordinates[0]
    old_y = coordinates[1]  
    new_x = -old_x
    new_y = -old_y
    print "End coordinates:"
    print [new_x, new_y]

print "Let rotate point A 90 degrees ccw:"
rotate90ccw(coordinates_a)
print "Let rotate point B 90 degrees ccw:"
rotate90ccw(coordinates_b)
print "Let rotate point C 90 degrees ccw:"
rotate90ccw(coordinates_c)
print "=== === === === === === === === === "
print "Let rotate point A 180 degrees ccw:"
rotate180ccw(coordinates_a)
print "Let rotate point B 180 degrees ccw:"
rotate180ccw(coordinates_b)
print "Let rotate point C 180 degrees ccw:"
rotate180ccw(coordinates_c)
print "=== === === === === === === === === "
print "Let rotate point A 270 degrees ccw:"
rotate270ccw(coordinates_a)
print "Let rotate point B 270 degrees ccw:"
rotate270ccw(coordinates_b)
print "Let rotate point C 270 degrees ccw:"
rotate270ccw(coordinates_c)
print "=== === === === === === === === === "

Ответ 5

Просто наблюдение. Вход представляет собой список списков, но вывод из очень приятного решения: rotated = zip (* original [:: - 1]) возвращает список кортежей.

Это может быть или не быть проблемой.

Это, однако, легко исправлено:

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


def rotated(array_2d):
    list_of_tuples = zip(*array_2d[::-1])
    return [list(elem) for elem in list_of_tuples]
    # return map(list, list_of_tuples)

print(list(rotated(original)))

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

Список comp или карта преобразуют внутренние кортежи обратно в списки.

Ответ 6

def ruota_antiorario(matrix):
   ruota=list(zip(*reversed(matrix)))
   return[list(elemento) for elemento in ruota]
def ruota_orario(matrix):
   ruota=list(zip(*reversed(matrix)))
   return[list(elemento)[::-1] for elemento in ruota][::-1]

Ответ 7

import copy    
def rotate(matrix):
    data = copy.deepcopy(matrix)
    for i in range(len(data)):  
        for j in range(i+1,len(data[i])):            
            temp=data[i][j]  
            data[i][j]=data[j][i]  
            data[j][i]=temp  
    return data

Ответ 8

Я занимался реализацией вложенных списков python и кодировал следующее, чтобы вернуть список столбцов в матрице, который аналогичен вращению матрицы:

def getColumns(matrix):
  columns = [[row[col] for row in matrix] for col in range(len(matrix[1]))]
  return columns