Python - 實現矩陣轉置

有個朋友提出了一個問題：手頭上現在有一個二維列表，比如[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]，現在要把該二維列表變成為[[1, 4, 7, 10], [2, 5, 8, 11], [3, 6, 9, 12]]。

其實不動腦筋的話，用二重循環很容易寫出來：

#! /usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

# Author   : mayi
# Blog     : http://www.cnblogs.com/mayi0312/
# Date     : 2019/4/26
# Name     : test01
# Software : PyCharm
# Note     : 用於實現實現矩陣（二重列表）轉置


def trans(l):
    a = [[] for i in l[0]]
    for i in l:
        for j in range(len(i)):
            a[j].append(i[j])

    return a

# 主函數
def main():
    l1 = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

    l2 = trans(l1)
    print(l1) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]
    print(l2) # [[1, 4, 7, 10], [2, 5, 8, 11], [3, 6, 9, 12]]

# 入口函數
if __name__ == '__main__':
    main()

然而不管怎么看這種代碼都很丑。

如上圖：這種轉置矩陣的即時感是怎么回事？

沒錯，這個問題的本質就是求解轉置矩陣。於是就簡單了，還是用個不動腦筋的辦法：

#! /usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

# Author   : mayi
# Blog     : http://www.cnblogs.com/mayi0312/
# Date     : 2019/4/26
# Name     : test01
# Software : PyCharm
# Note     : 用於實現實現矩陣（二重列表）轉置


def trans(l):
    for i in range(len(l)):
        for j in range(i):
            l[i][j], l[j][i] = l[j][i], l[i][j]

    return l

# 主函數
def main():
    l1 = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

    l2 = trans(l1)
    print(l1) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
    print(l2) # [[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]

# 入口函數
if __name__ == '__main__':
    main()

其實上面代碼還是有點bug，看起來是好用的，然而用這種方法矩陣要求行列長度相同才行。

最后，我們想起了zip。zip的本質就是這樣的，取出列表中的對應位置的元素，組成新列表，正是這個題目要做的。

所以最終，這個題目（轉置矩陣）的Python解法就相當奇妙了：

#! /usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

# Author   : mayi
# Blog     : http://www.cnblogs.com/mayi0312/
# Date     : 2019/4/26
# Name     : test01
# Software : PyCharm
# Note     : 用於實現實現矩陣（二重列表）轉置


def trans(l):
    l = zip(*l)
    l = [list(i) for i in l]

    return l

# 主函數
def main():
    l1 = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

    l2 = trans(l1)
    print(l1) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]
    print(list(l2)) # [[1, 4, 7, 10], [2, 5, 8, 11], [3, 6, 9, 12]]

# 入口函數
if __name__ == '__main__':
    main()