【Java】2次元配列を90度回転させる方法まとめ｜初心者向けサンプル付き解説

お疲れ様です。はるさらと申します。

Javaで2次元配列（行列）を扱う中で、
「配列を90度回転させたい」という場面はよくあります。
画像処理やデータの並び替え、テトリスのようなブロック操作など、
意外と実務でも登場するテクニックです。

この記事では、2次元配列を**90度回転（時計回り・反時計回り）**させる方法を、
サンプルコード付きで丁寧に解説します。
実行結果も掲載していますので、ぜひ手を動かしながら理解を深めてください。

Table of Contents

2次元配列の90度回転とは

2次元配列を90度回転するとは、
行と列を入れ替えて要素の位置を変えることを指します。
たとえば、以下の配列を考えます。

int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

これを時計回りに90度回転させると、次のようになります。

7 4 1
8 5 2
9 6 3

つまり、「上の行」が「右の列」に、
「左の列」が「下の行」に回り込むイメージです。
この構造を理解しておくと、コードも自然に読めるようになります。

基本的な回転処理の実装例（時計回り90度）

まずは最も基本的な実装です。
新しい配列を作り、
元の行列の値を適切な位置にコピーします。

サンプルコード

public class RotateMatrix {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix = {
            {1, 2, 3},
            {4, 5, 6},
            {7, 8, 9}
        };

        int n = matrix.length;
        int[][] rotated = new int[n][n];

        for (int i = 0; i &lt; n; i++) {
            for (int j = 0; j &lt; n; j++) {
                rotated[j][n - 1 - i] = matrix[i][j];
            }
        }

        // 結果を表示
        for (int[] row : rotated) {
            for (int val : row) {
                System.out.print(val + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

実行結果

7 4 1
8 5 2
9 6 3

解説

rotated[j][n - 1 - i] は、「行列の転置＋反転」を表しています。
行 i → 列 j に対応付けることで、90度回転が実現されます。
n - 1 - i の部分が回転方向を制御しており、
ここを変えると「反時計回り」になります。

反時計回りに90度回転する方法

次に、反時計回りの90度回転を行うコードを紹介します。

public class RotateCounterClockwise {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix = {
            {1, 2, 3},
            {4, 5, 6},
            {7, 8, 9}
        };

        int n = matrix.length;
        int[][] rotated = new int[n][n];

        for (int i = 0; i &lt; n; i++) {
            for (int j = 0; j &lt; n; j++) {
                rotated[n - 1 - j][i] = matrix[i][j];
            }
        }

        for (int[] row : rotated) {
            for (int val : row) {
                System.out.print(val + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

実行結果

3 6 9
2 5 8
1 4 7

解説

時計回りのときと異なり、rotated[n - 1 - j][i] のように
インデックスを入れ替えます。
n - 1 - j の部分で反対側の列に値を移動させることで、
反時計回りの効果を得ています。

実務で使える「その場で回転」する方法（メモリ効率の高い手法）

新しい配列を作るのではなく、既存の配列内で回転させる方法もあります。
特に画像処理などで大量データを扱う場合は、この方法が有効です。

サンプルコード

public class RotateInPlace {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] matrix = {
            {1, 2, 3},
            {4, 5, 6},
            {7, 8, 9}
        };
        rotate(matrix);

        for (int[] row : matrix) {
            for (int val : row) {
                System.out.print(val + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    public static void rotate(int[][] matrix) {
        int n = matrix.length;

        // 転置
        for (int i = 0; i &lt; n; i++) {
            for (int j = i; j &lt; n; j++) {
                int temp = matrix[i][j];
                matrix[i][j] = matrix[j][i];
                matrix[j][i] = temp;
            }
        }

        // 各行を反転
        for (int i = 0; i &lt; n; i++) {
            for (int j = 0; j &lt; n / 2; j++) {
                int temp = matrix[i][j];
                matrix[i][j] = matrix[i][n - 1 - j];
                matrix[i][n - 1 - j] = temp;
            }
        }
    }
}

実行結果

7 4 1
8 5 2
9 6 3

解説

転置（行と列の入れ替え） → 行の反転 という2段階で回転を実現しています。
メモリ効率が高く、n×n の配列をそのまま使うため、追加の領域を消費しません。
ただし、この方法は正方行列である必要があります。

よくあるミスと注意点

配列のインデックスを間違えるとArrayIndexOutOfBoundsExceptionが出やすいです。
n - 1 - iやn - 1 - jなど、マイナス演算部分を慎重に扱いましょう。
非正方形（例：3×4）配列を回転させる場合は、
新しい配列を用意する方法を使う必要があります。
2次元配列の扱いそのものに慣れていない場合は、
まず以下の記事で基本を押さえると理解しやすいです。