import java.util.Arrays;
/**
* @author Biao
*
* 在寫俄羅斯方塊時，可以為每個圖形的每種狀態都定義一個數組來表示(效率高)。
* 因為每個圖形有四個方向的狀態：上右下左，所以每個圖形要定義四個數組來表示他的狀態。
* 如果把這些圖形都放在一個方陣中，圖形的重心為方陣的中心，旋轉時繞方陣中心旋轉，
* 則圖形的四個方向的狀態可以通過旋轉方陣來實現，這樣為每種圖形只需要定義一個狀態數組。
* 而方陣向左或向右旋轉 90 度通過算法可以很方便的實現。
*
* 一般的如圖像旋轉任意角度 delta，也是要放在一個方陣中進行處理，以方陣的中心為坐標軸原心，
* 然后使用sin, cos計算出旋轉后的坐標點，取整。
* 如圖像上某一點離原心的距離為 r, 它的角度為 alpha, 逆時針旋轉 delta:
* x = r * cos(delta + alpha)
* y = r * sin(delta + alpha)
* 可以把2D坐標 (x, y) 歸一化，變成(x, y, 1)，然后使用上面的公式計算出旋轉矩陣來計算更為方便。
*/
public class RotateUtil {
public static enum Direction { LEFT, RIGHT };
/**
* 方陣向右或向左旋轉90度。
*/
public static int[][] rotateSquareMatrix(int[][] data, Direction dir) {
int len = data.length;
int last = len - 1;
temp = createTempSquareMatrix(len);
// 代碼量換取計算效率
if (dir == Direction.LEFT) {
// 向左旋轉，第一行變第一列，第二行變第二列
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) {
// 向右旋轉，第一行變第四列，第二行變第n - 2列
for (int i = 0; i < len; ++i) {
for (int j = 0; j < len; ++j) {
temp[j][last - i] = data[i][j];
}
}
}
// 復制旋轉后的數據
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) {
// 一般的俄羅斯方式 5 * 5 的方陣正好
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);
}
}
測試結果:
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]