C 語言實作 BMP 影像右旋 90 度（單色位圖）

BMP 檔案結構速覽

• File Header（14 bytes）：bfType='BM'、檔案大小、資料偏移量。
• Info Header（40 bytes）：寬、高、位深（biBitCount）、壓縮方式、影像大小等。
• 調色盤：單色圖（1 bit）僅 2 色，佔 8 bytes。
• 像素資料：每行補齊至 4 位元組邊界（stride = (width+31)/32*4）。

旋轉邏輯

原圖 W×H，旋轉後變 H×W。單色圖每像素 1 bit，需逐 bit 讀取、重新排列、打包寫入。本程式分四階段：

1. 解碼：將位元組展開為 first[H×W]，每元素 0/1。
2. 旋轉：second[new_row][new_col] = first[old_row][old_col]，對應 second[i][j] = first[W-1-j][i]。
3. 補零：新行寬需補齊至 32 位元組倍數，third 補 0。
4. 打包：每 8 bit 合成一 byte 存入 forth，寫入檔案。

完整程式碼（關鍵片段）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned int DWORD;
typedef unsigned int LONG; // 注意：64 位系統建議改 typedef long LONG

#pragma pack(2)
typedef struct { WORD bfType; DWORD bfSize; WORD bfReserved1, bfReserved2; DWORD bfOffBits; } BITMAPFILEHEADER;
#pragma pack()
typedef struct { DWORD biSize; LONG biWidth, biHeight; WORD biPlanes, biBitCount; DWORD biCompression, biSizeImage; LONG biXPelsPerMeter, biYPelsPerMeter; DWORD biClrUsed, biClrImportant; } BITMAPINFOHEADER;

void cw90(const char *in, const char *out) {
    FILE *f = fopen(in, "rb"); if (!f) { perror(in); return; }
    BITMAPFILEHEADER fh; BITMAPINFOHEADER ih;
    fread(&fh, sizeof fh, 1, f);
    fread(&ih, sizeof ih, 1, f);
    unsigned char palette[8]; fread(palette, 1, 8, f);
    unsigned char *data = malloc(ih.biSizeImage);
    fread(data, 1, ih.biSizeImage, f);
    fclose(f);

    // 新影像參數
    int stride = (ih.biHeight + 31) / 32 * 4;
    int newSize = stride * ih.biWidth;

    BITMAPFILEHEADER ofh = {0}; ofh.bfType = 0x4D42; ofh.bfSize = 62 + newSize; ofh.bfOffBits = 62;
    BITMAPINFOHEADER oih = {0}; oih.biSize = 40; oih.biWidth = ih.biHeight; oih.biHeight = ih.biWidth; oih.biPlanes = 1; oih.biBitCount = 1; oih.biSizeImage = newSize;

    // 四階段轉換（略，見原始碼）
    // ...

    FILE *of = fopen(out, "wb");
    fwrite(&ofh, sizeof ofh, 1, of);
    fwrite(&oih, sizeof oih, 1, of);
    fwrite(palette, 1, 8, of);
    fwrite(forth, 1, newSize, of);
    fclose(of);
    free(data); /* 釋放所有 malloc 記憶體 */
}

int main() { cw90("original.bmp", "rotated.bmp"); return 0; }

注意事項

• 僅適用單色圖（biBitCount=1），24/32 位圖需完全不同的像素處理邏輯。
• LONG 定義：Windows SDK 定義為 long（有號 32 位），原碼 typedef unsigned int LONG 在 64 位 Linux 可能導致 biHeight 讀錯，建議改 typedef long LONG。
• 記憶體管理：原碼配置多個中間緩衝區（first,second,third,forth,img），僅釋放 img,data，其餘洩漏。實務上應全部 free 或合併緩衝區。
• 效能：逐 bit 操作極慢，實務可用查表法（256 byte 查表）或 SIMD 加速。

執行結果示意