稀疏数组

最新推荐文章于 2022-07-12 09:00:00 发布

yuan_dai_ma

最新推荐文章于 2022-07-12 09:00:00 发布

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分类专栏： Java数据结构与算法文章标签： java 算法

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/yuan_dai_ma/article/details/117931135

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博客介绍了稀疏数组的概念及其在处理大量无效数据时的存储优势，特别是在五子棋程序中，通过将二维数组转换为稀疏数组来节省空间。详细展示了如何将二维数组转换为稀疏数组，以及如何从稀疏数组恢复到二维数组的过程，以此实现棋盘状态的存盘和续盘功能。

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稀疏数组

稀疏数组可以看做是普通数组的压缩，但是这里说的普通数组是值无效数据量远大于有效数据量的数组

为什么要进行压缩存储呢？

原数组中存在大量的无效数据，占据了大量的存储空间，真正有用的数据却少之又少
压缩存储可以节省存储空间以避免资源的不必要的浪费，在数据序列化到磁盘时，压缩存储可以提高IO效率

面临的实际需求：

在编写五子棋程序中，我们要实现一个存盘退出和续上盘的功能。

当我们用用二维数组记录棋盘

分析问题：

在棋盘刚开始时，二维数组大多数元素默认为0，因此记录了大量的没有意义的数据！！

当一个数组中大部分元素为0，或者为同一个数组时，可以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和值记录在一个小规模数组中（稀疏数组）从而缩小程序的规模。

二维数组和稀疏数组的相互转换

图解

Java代码实现

package sparsearray;
//稀疏数组
public class SparseArray {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个原始的二维数组11*11
        //0--没有棋子 1--黑子 2--白子
        int chessArr1[][] = new int[11][11];
        chessArr1[1][2] = 1;
        chessArr1[2][3] = 2;
        //输出原始的二维数组
        System.out.println("输出原始的二维数组：");
        for (int[]row:chessArr1){//外循环输出的是二维数组的一维数组row
            for (int data:row){//一维数组row循环输出对应的date
                System.out.print(data+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        //将二维数组转换成稀疏数组

        //①先遍历二维数组 得到非零数据的个数

        int sum = 0;
        for (int i = 0; i<11;i++)
            for (int j = 0;j<11;j++){
                if (chessArr1[i][j]!=0)
                    sum++;
            }

        //②创建对应的稀疏数组
        int spareArr[][] = new int[sum+1][3];//稀疏数组总是3列
        // 给稀疏数组赋值
        spareArr[0][0] = 11;
        spareArr[0][1] = 11;
        spareArr[0][2] = sum;
        //遍历二维数组将非零的量存放到稀疏数组
        int count = 0;//count 用于记录第几个非零数据
        for (int i = 0; i<11;i++)
            for (int j = 0;j<11;j++){
                if (chessArr1[i][j]!=0) {
                    count++;
                    spareArr[count][0]  = i;
                    spareArr[count][1] = j;
                    spareArr[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 < spareArr.length;i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                System.out.print(spareArr[i][j] + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        //稀疏数组-----> 二维数组
        /*①先读取稀疏数组的第一行，根据第一行创建二维数组
        * ②在读取稀疏数组的后几行数据，并赋值给原始的二维数组*/
        int chassArr2[][] = new int[spareArr[0][0]][spareArr[0][1]];
        for (int i =1;i< spareArr.length;i++)
            chassArr2[spareArr[i][0]][spareArr[i][1]] = spareArr[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:chessArr1){//外循环输出的是二维数组的一维数组row
            for (int data:row){//一维数组row循环输出对应的date
                System.out.print(data+"\t");
            }
            System.out.println();
        }


    }
}

代码运行结果：

输出原始的二维数组：
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

得到的稀疏数组为：
11   11   2
1   2   1
2   3   2

恢复后的二维数组：
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

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