用Python对矩阵进行行和列的排序

在这篇文章中，我们将学习一个Python程序来对矩阵进行逐行和逐列排序。

假设我们有一个输入的 MxM 矩阵。现在我们将使用嵌套for循环对给定的输入矩阵进行逐行和逐列排序。

算法(步骤)

以下是执行所需任务时需要遵循的算法/步骤。-

• 创建一个函数 sortingMatrixByRow() ，通过接受输入矩阵m(行数)作为参数，对矩阵的每一行进行排序，即 按行 排序。

• 在该函数中，使用 for循环 来遍历矩阵的行。

• 使用另一个嵌套for循环来遍历当前行的所有列。

• 使用if条件语句来检查当前元素是否大于下一个元素。

• 如果条件为 真 ，使用一个临时变量交换元素 。

• 创建另一个函数 transposeMatrix() ，通过接受输入矩阵， m (行数)作为参数来获得矩阵的转置。

• 使用 for循环， 遍历矩阵的行数。

• 使用另一个 嵌套的for循环 来遍历矩阵的(行+1)列，直到列的末端。

• 将当前的行、列元素与列、行元素互换。

• 创建一个 sortMatrixRowandColumn() 函数，通过接受输入矩阵、 m （行数）作为参数，对矩阵进行行和列排序。

• 在该函数中，调用上面定义的 sortingMatrixByRow() 函数来对输入矩阵的行进行排序。

• 调用上面定义的 transposeMatrix() 函数来获得输入矩阵的转置。

• 再次通过调用上面定义的 sortingMatrixByRow() 函数对输入矩阵的行进行排序。

• 再次通过调用上面定义的 transposeMatrix() 函数获得输入矩阵的转置。

• 创建一个函数 printingMatrix() ，通过使用嵌套for循环遍历矩阵的行和列来打印矩阵。

• 创建一个变量来存储 输入矩阵。

• 创建另一个变量来存储输入的 m （行数）值。

• 调用上面定义的 printingMatrix() 函数来打印输入矩阵。

• 调用上面定义的 sortMatrixRowandColumn() 函数，将输入的矩阵和m值传递给它，对矩阵进行 行和列 排序 。

• 通过调用上面定义的 printingMatrix() 函数，打印按行和按列排序后的输入矩阵。

例子

下面的程序使用嵌套的for循环返回给定输入矩阵的行和列的排序结果。

# creating a function for sorting each row of matrix row-wise
def sortingMatrixByRow(inputMatrix, m):
   #  traversing till the length of rows of a matrix
      for p in range(m):
               # Sorting the current row
         for q in range(m-1):
            # checking whether the current element is greater than the next element
               if inputMatrix[p][q] >inputMatrix[p][q + 1]:
                  # swapping the elements using a temporary variable
                  # if the condition is true
                  tempVariable = inputMatrix[p][q]
                  inputMatrix[p][q] = inputMatrix[p][q + 1]
                  inputMatrix[p][q + 1] = tempVariable

# creating a function to get the transpose of a matrix
# by accepting the input matrix, m values as arguments
def transposeMatrix(inputMatrix, m):
   # traversing through the rows of a matrix
      for p in range(m):
         # Traversing from row +1 column to last column
         for q in range(p + 1, m):
            # Swapping the element at index (p,q) with (q,p)
            temp = inputMatrix[p][q]
            inputMatrix[p][q] = inputMatrix[q][p]
            inputMatrix[q][p] = temp

# creating a function for sorting the matrix rows column-wise
def sortMatrixRowandColumn(inputMatrix, m):
   # sorting the rows of an input matrix by
   # calling the above defined sortingMatrixByRow() function
   sortingMatrixByRow(inputMatrix, m)
   # getting the transpose of an input matrix by
   # calling the above defined transposeMatrix() function
   transposeMatrix(inputMatrix, m)
   # once again sorting the rows of an input matrix by
   # calling the above defined sortingMatrixByRow() function
   sortingMatrixByRow(inputMatrix, m)
   # once again getting the transpose of an input matrix(So we sorted the columns)
   transposeMatrix(inputMatrix, m)

# creating a function to print the matrix
def printingMatrix(inputMatrix, rows):
   # Traversing in the rows of the input matrix
   for i in range(rows):
      # Traversing in the columns corresponding to the current row
         # of the input matrix
         for j in range(rows):
            print(inputMatrix[i][j], end=" ")
         # Printing a new line to separate the rows
         print()
# input matrix
inputMatrix = [[2, 6, 5],
               [1, 9, 8],
               [7, 3, 10]]

# input m value representing 3x3 matrix
# (dimensions)
m = 3
print("Input Matrix:")
# printing the input matrix by calling the above
# printingMatrix() function
printingMatrix(inputMatrix, m)
# calling the above defined sortMatrixRowandColumn() function
# by passing the input matrix, m values to it to
# sort the matrix row and column-wise
sortMatrixRowandColumn(inputMatrix, m)
# printing the input matrix after sorting row and column-wise
# by calling the above printingMatrix() function
print("Input Matrix after sorting row and column-wise:")
printingMatrix(inputMatrix, m)

输出

在执行时，上述程序将产生以下输出：

Input Matrix:
2 6 5 
1 9 8 
7 3 10 
Input Matrix after sorting row and column-wise:
1 5 6 
2 7 9 
3 8 10 

时间复杂度 – O(n^2 log2n)

辅助空间 – O(1)

总结

在这篇文章中，我们学习了如何使用Python对给定的矩阵进行行和列的排序。此外，我们还学习了如何对给定的矩阵进行转置，以及如何使用嵌套的for循环（而不是利用内置的sort()方法）对矩阵进行行排序。