【数据结构与算法】稀疏数组

文章目录

一：为什么会使用稀疏数组
- 1.1 先看一个实际的需求
- 1.2 基本介绍
- - 1.2.1 稀疏数组的处理方法
  - 1.2.2 数组的举例说明
  - 1.2.3 应用实例
  - 1.2.4 整体思路分析
  - - 二维数组转稀疏数组的思路
    - 稀疏数组转原始的二维数组的思路
二：代码实现
- 2.1 创建一个原始的11*11二维数组
- 2.2 将二维数组转化为稀疏数组
- 2.3 将稀疏数组恢复成原始的二维数组
- 2.4 完整代码奉上

一：为什么会使用稀疏数组

1.1 先看一个实际的需求

编写的五子棋程序中，有存盘退出和续上盘的功能
问题分析：因为该二维数组的很多值是默认值0, 因此记录了很多没有意义的数据。所以此时我们可以简化一下二维数组，使用稀疏数组来解决此问题。

1.2 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。

1.2.1 稀疏数组的处理方法

记录数组总共有几行几列，有多少个不同的值
把具有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。

1.2.2 数组的举例说明

在这里插入图片描述
注：

数组的下标都是从0开始，所以第一行，第四列用（0,3）表示
第一行【0】6 7 8 表示，共有6行、7列，有效数据有8个，其他行表示这8个数据具体的坐标。

1.2.3 应用实例

使用稀疏数组，来保留类似前面的二维数组（棋盘，地图等等）
把稀疏数组存盘，并且可以从新恢复原来的二维数组数

1.2.4 整体思路分析

在这里插入图片描述

二维数组转稀疏数组的思路

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

稀疏数组转原始的二维数组的思路

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[11][11]
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

二：代码实现

2.1 创建一个原始的11*11二维数组

0：表示没有棋子 1：表示黑子 2：表示白子

		int[][] chessArr1 = new int[11][11];chessArr1[1][2] = 1;chessArr1[2][3] = 2;chessArr1[4][9] = 3;chessArr1[6][3] = 4;chessArr1[9][10] = 5;//输出二维数组System.out.println("原始的二维数组");for (int[] row : chessArr1) {for (int data : row) {//换行输出System.out.printf("%d\t",data);}System.out.println();}

在这里插入图片描述

2.2 将二维数组转化为稀疏数组

遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum

int sum = 0;for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {if(chessArr1[i][j] != 0) {sum = sum + 1;}}}System.out.println("sum: " + sum);

输出：sum=5

创建对应的稀疏数组

int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];

给稀疏数组第一行赋值

		sparseArray[0][0] = chessArr1.length;sparseArray[0][1] = chessArr1[0].length;sparseArray[0][2] = sum;

给第其他行赋值，遍历二维数组将非0值存放到稀疏数组里面

//count用于记录第几个非0数据int count = 1;for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {if(chessArr1[i][j] != 0) {sparseArray[count][0] = i;sparseArray[count][1] = j;sparseArray[count][2] = chessArr1[i][j];count = count + 1;}}}

输出稀疏数组

		System.out.println();System.out.println("得到的稀疏数组");for (int[] row : sparseArray) {for (int data : row) {//换行输出System.out.printf("%d\t",data);}System.out.println();}

在这里插入图片描述

2.3 将稀疏数组恢复成原始的二维数组

先读取稀疏数组的第一行。根据第一行的数据，创建二维数组

int[][] chessArr2 = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];

读取稀疏数组的后几行数据（从第二行开始），并赋值给原始的二维数组即可

for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {chessArr2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];}System.out.println("转化后的的二维数组");for (int[] row : chessArr1) {for (int data : row) {//换行输出System.out.printf("%d\t",data);}System.out.println();}

在这里插入图片描述

2.4 完整代码奉上

package com.sysg.dataStructuresAndAlgorithms.array;import java.util.Arrays;/*** 稀疏数组** 一：二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]*** 二：将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组* 1.稀疏数组转原始的二维数组的思路* 2.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 chessArr12=int[11][11]* 3.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** @author shi.guangqiang*/
public class SparseArray {public static void main(String[] args) {//1.创建一个原始的二维数组 11*11//0：表示没有棋子 1：表示黑子 2：表示白子int[][] chessArr1 = new int[11][11];chessArr1[1][2] = 1;chessArr1[2][3] = 2;chessArr1[4][9] = 3;chessArr1[6][3] = 4;chessArr1[9][10] = 5;//输出二维数组System.out.println("原始的二维数组");for (int[] row : chessArr1) {for (int data : row) {//换行输出System.out.printf("%d\t",data);}System.out.println();}//2.将二维数组转化为稀疏数组的思路//2.1 遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sumint sum = 0;for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {if(chessArr1[i][j] != 0) {sum = sum + 1;}}}System.out.println("sum: " + sum);//2.2 创建对应的稀疏数组int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];//2.3 给稀疏数组赋值//2.3.1 给第一行赋值sparseArray[0][0] = chessArr1.length;sparseArray[0][1] = chessArr1[0].length;sparseArray[0][2] = sum;//2.3.2 给第其他行赋值，遍历二维数组将非0值存放到稀疏数组里面//count用于记录第几个非0数据int count = 1;for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {if(chessArr1[i][j] != 0) {sparseArray[count][0] = i;sparseArray[count][1] = j;sparseArray[count][2] = chessArr1[i][j];count = count + 1;}}}//3.输出稀疏数组System.out.println();System.out.println("得到的稀疏数组");for (int[] row : sparseArray) {for (int data : row) {//换行输出System.out.printf("%d\t",data);}System.out.println();}//4.将稀疏数组恢复成原始的二维数组//4.1 先读取稀疏数组的第一行。根据第一行的数据，创建二维数组int[][] chessArr2 = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];//4.2 读取稀疏数组的后几行数据（从第二行开始），并赋值给原始的二维数组即可for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {chessArr2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];}System.out.println("转化后的的二维数组");for (int[] row : chessArr1) {for (int data : row) {//换行输出System.out.printf("%d\t",data);}System.out.println();}}}