Java数据结构和算法-稀疏数组

稀疏sparsearray数组

先看一个实际的需求
  • 编写的五子棋程序中,有存盘退出续上盘的功能。

    使用二维数组记录棋盘
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
  • 分析问题:
    因为该二维数组的很多值都是默认值0,因此记录了很多没有意义的数据--->稀疏数组。
基本介绍

当一个数组中大部分元素为0,或者为同一个值的数组时,可以使用稀疏数组来保存该数组。
稀疏数组的处理方法是:

  1. 记录数组一共有几行几列,有多少个不同的值
  2. 把不同值的元素的行列及值记录在一个小规模的数组中,从而缩小程序的规模。
  • 稀疏数组举例说明
0   0   0    22  0   0   15
0   11  0    0   0   17  0
0   0   0    -6  0   0   0
0   0   0    0   0   39  0
91  0   0    0   0   0   0
0   0   28   0   0   0   0
行(row) 列(col) 值(value) 备注
[0] 6 7 8 稀疏数组第一个下标存的是整个二维数组的行,列,包括有几个非0的值
[1] 0 3 22 稀疏数组第二个下标存的是二维数组中的第0行第3列的值(记录非0的值)
[2] 0 6 15 以此类推
[3] 1 1 11 以此类推
[4] 1 5 17 以此类推
[5] 2 3 -6 以此类推
[6] 3 5 39 以此类推
[7] 4 0 91 以此类推
[8] 5 2 28 以此类推
应用实例

二维数组转稀疏数组的思路:
1.遍历原始的二维数组,得到有效数据的个数(sum)
2.根据sum就可以创建稀疏数组sparseArr int[sum+1][3]
3.将二维数组的有效数据存入到稀疏数组中

稀疏数组转原始二维数组的思路:
1.先读取稀疏数组的第一行,根据第一行的数据,创建原始的二维数组,比如上面的chessArr2=int[15][15]
2.在读取稀疏数组后几行的数据,并赋给原始的二维数组即可

1)使用稀疏数组,来保留类似前面的二维数组(棋盘,地图等等)
2)把稀疏数组存盘,并且可以重新恢复原来的二维数组
3)代码实现

package com.young.sparsearray;

public class SparseArray {

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个原始的二维数组 15 * 15
        //0: 表示没有棋子,1: 表示黑子,2: 表示白子
        int[][] chessArr1 = new int[15][15];
        chessArr1[1][2] = 1;
        chessArr1[2][3] = 2;
        //输出原始的二维数组
        System.out.println("原始的二维数组");
        for (int[] row : chessArr1) {
            for (int data : row) {
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }

        //将二维数组转稀疏数组
        //1.先遍历二维数组得到非0数据的个数
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
            for (int j = 0; j < 15; j++) {
                if (chessArr1[i][j] != 0) {
                    sum++;
                }
            }
        }

        //2.创建对应的稀疏数组
        int[][] sparseArr = new int[sum + 1][3];
        //给稀疏数组赋值
        //row col value
        //15  15   2
        sparseArr[0][0] = 15;
        sparseArr[0][1] = 15;
        sparseArr[0][2] = sum;

        //遍历二维数组,将非0的值存放到稀疏数组中
        int count = 0;//count用于几率是第几个非0数据
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
            for (int j = 0; j < 15; j++) {
                if (chessArr1[i][j] != 0) {
                    count++;
                    sparseArr[count][0] = i;
                    sparseArr[count][1] = j;
                    sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
                }
            }
        }

        //输出稀疏数组的形式
        System.out.println();
        System.out.println("得到稀疏数组为~~~~");
        for (int i = 0; i < sparseArr.length; i++) {
            System.out.printf("%d\t%d\t%d\t\n", sparseArr[i][0], sparseArr[i][1], sparseArr[i][2]);
        }
        System.out.println();

        /**
         * 将稀疏数组-->恢复成原始的二维数组步骤:
         * 1.先读取稀疏数组的第一行,根据第一行的数据,创建原始的二维数组,比如上面的chessArr2=int[15][15]
         * 2.在读取稀疏数组后几行的数据,并赋给原始的二维数组即可
         */
        //1.先读取稀疏数组的第一行,根据第一行的数据,创建原始的二维数组
        int[][] chessArr2 = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];

        //2.在读取稀疏数组后几行的数据(从第二行开始),并赋给原始的二维数组即可
        for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
            chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
        }

        //输出恢复后的二维数组
        System.out.println();
        System.out.println("恢复后的二维数组");
        for (int[] row : chessArr2) {
            for (int data : row) {
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }
    }

}
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