Java中用Collections.swap实现O(1)空间复杂度的方阵转置报错问题

核心原因：完全用错了API的参数逻辑 #

Collections.swap(List<?> list, int i, int j)的作用是交换同一个列表中索引i和j位置的元素，它的第二个、第三个参数必须是整数类型的索引值，而不是元素本身。

看你的代码：

Collections.swap(originalArray,originalArray.get(row).get(col),originalArray.get(col).get(row));

这里你把矩阵中(row,col)和(col,row)位置的元素值当成索引传给了swap方法——比如如果矩阵元素是整数，假设元素值是10，但外层列表originalArray只有5行，那传入10作为索引直接就会抛出IndexOutOfBoundsException；就算元素值刚好在索引范围内，swap操作的也是外层列表中对应索引的整行，完全不是你要的交换矩阵内两个位置的元素。

额外误区：该API无法跨列表交换元素 #

矩阵转置时，(row,col)属于第row行的列表，(col,row)属于第col行的列表——这是两个不同的内层列表。而Collections.swap只能操作同一个列表里的元素，根本做不到跨列表交换元素，这也是为什么你用临时变量的写法能正常运行（临时变量直接操作两个不同列表的指定位置元素），但用swap完全走不通的原因。

正确的写法（如果非要用swap） #

如果一定要用Collections.swap，只能针对单一行内的元素交换，但转置需要的是跨行交换，所以最终还是得结合临时变量，比如：

for(int row = 0; row < originalArray.size(); row++) {
    for(int col = row+1; col < originalArray.get(0).size(); col++) {
        List<?> rowList = originalArray.get(row);
        List<?> colList = originalArray.get(col);
        // 暂存元素，因为要跨两个列表交换
        Object temp = rowList.get(col);
        // 把col行row位置的元素放到row行col位置
        rowList.set(col, colList.get(row));
        // 把暂存的元素放到col行row位置
        colList.set(row, temp);
    }
}

本质上这和你用临时变量的写法逻辑一致，只是没有用到swap——因为swap在这里确实派不上用场。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HK123