Java数据结构和算法-2-稀疏数组

1. 稀疏数组的应用场景

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

分析问题：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.—>稀疏数组

2. 稀疏数组介绍

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

3. 举例说明

有如下原始二维数组

转换为稀疏数组

4. 稀疏数组转换的思路分析

应用实例

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，并且可以从新恢复原来的二维数组数

整体思路分析

原始二维数组转换为稀疏数组的思路

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. 将原始二维数组的有效数据存入到稀疏数组中

稀疏数组转换为原始二维数组的思路

1. 先读取稀疏数组的第一行，根据稀疏数组的第一行创建原始二维数组，如上面的示例：chessArr2 = int [11][11]
2. 在读取稀疏数组后几行的数据，并赋予原始二维数组即可

5. 代码演示

package com.sparsearray;

public class SparseArray {

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个原始二维数组，大小：11*11
        //0：代表没有棋子，1：代表黑子，2：代表白子
        int chessArr1[][] = new int[11][11];
        chessArr1[1][2] = 1;
        chessArr1[2][3] = 2;
        //输出原始二维数组
        System.out.println("原始二维数组：");
        for (int[] row : chessArr1){
            for (int data : row){
                System.out.printf("%d\t",data);
            }
            System.out.println();
        }
        //将原始二维数组转换为稀疏数组
        //遍历原始二维数组得到非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++;
                }
            }
        }
        System.out.println("=================================================");
        System.out.println("非0数据个数sum = "+sum);

        //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;

        //遍历原始二维数组，将非0的值存放到稀疏数组中
        int count = 0;//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
        System.out.println( "=================================================");
        System.out.println("稀疏数组：");
        for (int[] row : sparseArr){
            for (int data : row){
                System.out.printf("%d\t",data);
            }
            System.out.println();
        }

        //将稀疏数组转换为原始二维数组
        int chessArr2[][] = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
        int data1[] = new int[3];
        for (int i = 1; i <sparseArr.length; i++){
            chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
        }


        //打印转换后的原始二维数组
        System.out.println( "=================================================");
        System.out.println("转换后的原始二维数组:");
        for (int[] row : chessArr2){
            for (int data : row){
                System.out.printf("%d\t",data);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

结果如下：