JavaScriptで2次元配列（行列）を転置する方法

JavaScriptで2次元配列（行列）を扱う際、行と列を入れ替える「転置（Transpose）」という操作が必要になることがあります。この記事では、行列の転置の基本的な考え方と、JavaScriptでの実装方法をわかりやすく解説します。

転置（Transpose）とは？

行列（2次元配列）の転置とは、元の行列の行と列を入れ替えたものを指します。具体的には、元の行列の1行目が転置後の1列目になり、2行目が2列目になる、というように変換されます。

例えば、次のような3×3の行列があるとします。

const arr = [
    [1, 1, 1],
    [2, 2, 2],
    [3, 3, 3],
];

この行列を転置すると、行と列が入れ替わり、以下のような結果になります。

[ [ 1, 2, 3 ],
  [ 1, 2, 3 ],
  [ 1, 2, 3 ] ]

JavaScriptで転置を実装するコード例

正方行列（行数と列数が同じ行列）の場合は、対角線を基準にして要素を入れ替えることで転置できます。つまり、arr[i][j] と arr[j][i] の値を交換するだけで実現できます。

以下がその実装コードです。

const arr = [
    [1, 1, 1],
    [2, 2, 2],
    [3, 3, 3],
];

const transpose = arr => {
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
        for (let j = 0; j < i; j++) {
            const tmp = arr[i][j];
            arr[i][j] = arr[j][i];
            arr[j][i] = tmp;
        }
    }
}

transpose(arr);
console.log(arr);

コードのポイント

• 内側のループ条件が j < i になっているのが重要です。これにより、各要素のペア（[i][j] と [j][i]）を一度だけ交換し、同じペアを二重に交換してしまうことを防いでいます。
• 一時変数 tmp を使って値を退避させてから入れ替えることで、データの上書きによる不整合を回避しています。
• この関数は引数に渡された配列自体を直接変更する（破壊的メソッドである）ため、元の配列を保持したい場合は事前にコピーしておくことをおすすめします。

実行結果

このコードをコンソールで実行すると、以下の出力が得られます。

[ [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ] ]

元の配列では各行が同じ値で構成されていたため、転置後は各列の値がまとまった形になっていることが確認できます。

まとめ

行列の転置は、行と列を入れ替えるシンプルな操作ですが、画像処理やグラフの隣接行列など、さまざまな場面で活用されます。正方行列であれば、二重ループと要素の交換だけで効率的に実装できるので、ぜひ覚えておきましょう。なお、長方形の行列（行数と列数が異なる場合）を扱いたいときは、map メソッドを使って新しい配列を生成する方式が便利です。