数据结构—稀疏数组和二维数组互换

关注

原创最新推荐文章于 2026-05-03 09:09:51 发布 224 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

数据结构实践：矩阵与稀疏矩阵应用详解矩阵是数学中的一个重要概念，它是由m行n列的数构成的有序排列，记为m×n矩阵，可以表示为：...其中，a_{ij}是矩阵中的元素，位于第i行第j列。矩阵可以表示线性变换、系统状态、数据关系等。在科学计算和工程应用中，矩阵作为重要的数据结构被广泛使用。当矩阵中大部分元素为零时，我们称之为稀疏矩阵。稀疏矩阵的“稀疏性”具体指的是什么呢？一个稀疏矩阵的判定标准通常是零元素的数量超过非零元素的数量，且这种结构的矩阵在内存中的存储和运算效率较低，若采用传统的二维数组存储，则会造成极大的资源浪费。阅读详情

二维数组转换为稀疏数组

二维数组：11x11
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 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 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
稀疏数组：3x3
no row col val
0 11 11 2
1 1 2 3
2 2 3 2

思路

遍历原始的二维数组，得到有效数据个数sum
根据sum就可以直接创建稀疏数组sparseArr int[sum+1][3]
将二维数组的有效数据存入到稀疏数组

二话不说先上效果图

在这里插入图片描述

代码实现

		// 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表示蓝子
		int chessArr1[][] = new int[11][11];
		chessArr1[1][2] = 1;
		chessArr1[2][3] = 2;
		chessArr1[4][5] = 2;

		// 输出原始二维数组
		System.out.println("输出原始二维数组");
		for (int[] row : chessArr1) {
			for (int data : row) {
				System.out.printf("%d\t", data);
			}
			System.out.println();
		}
		// 将二维数组转为稀疏数组
		// 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 < 11; i++) {
			for (int j = 0; j < 11; j++) {
				if (chessArr1[i][j] != 0)
					sum++;
			}
		}
		// 2.创建稀疏数组
		int sparseArr[][] = new int[sum + 1][3];
		// 给稀疏数组赋值
		sparseArr[0][0] = 11;
		sparseArr[0][1] = 11;
		sparseArr[0][2] = sum;
		// 遍历二维数组将非0的值存放到稀疏数组
		int count = 0;// count用于记录是第几个非0数据
		for (int i = 0; i < 11; i++) {
			for (int j = 0; j < 11; 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("得到的稀疏数组为");
		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();

稀疏数组转换为二维数组

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二维数组，如chessArr2=int[11][11]
在读取稀疏数组的后几行，并赋值给原始的二维数组即可。

二话不说先上效果图

在这里插入图片描述

代码实现

// 将稀疏数组 恢复成 原始的二维数组
		/*
		 * 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 
		 * 2.在读取稀疏数组后几行数据，并赋值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数据，并赋值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();
		}

代码整合

效果图
在这里插入图片描述

package com.sparsearray;

public class SparseArray {

	public static void main(String[] args) {
		// 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表示蓝子
		int chessArr1[][] = new int[11][11];
		chessArr1[1][2] = 1;
		chessArr1[2][3] = 2;
		chessArr1[4][5] = 2;

		// 输出原始二维数组
		System.out.println("输出原始二维数组");
		for (int[] row : chessArr1) {
			for (int data : row) {
				System.out.printf("%d\t", data);
			}
			System.out.println();
		}
		// 将二维数组转为稀疏数组
		// 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 < 11; i++) {
			for (int j = 0; j < 11; j++) {
				if (chessArr1[i][j] != 0)
					sum++;
			}
		}
		// 2.创建稀疏数组
		int sparseArr[][] = new int[sum + 1][3];
		// 给稀疏数组赋值
		sparseArr[0][0] = 11;
		sparseArr[0][1] = 11;
		sparseArr[0][2] = sum;
		// 遍历二维数组将非0的值存放到稀疏数组
		int count = 0;// count用于记录是第几个非0数据
		for (int i = 0; i < 11; i++) {
			for (int j = 0; j < 11; 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("得到的稀疏数组为");
		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
		/*
		 * 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 
		 * 2.在读取稀疏数组后几行数据，并赋值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数据，并赋值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();
		}

	}

}