数据结构之稀疏数组

Posted 2021-06-20 活跃的咸鱼

五子棋问题

什么是稀疏数组

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。

如下：
原始数组：

              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 0 3 0 0 0 0 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 0 0 0 0 0 0 0
              0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

其稀疏数组形式：

              行 列 值
         [0]  11 11 3
         [1]  1  2  1
         [2]  2  4  3
         [3]  4  2  2

用稀疏数组来解决五子棋问题

二维数组=>稀疏数组=>写入文件

 public static void main(String[] args) throws IOException{
        int arr[][] =new int[10][10];//创建一个10*10的普通二维数组表示10*10的棋盘
        arr[2][3]=1;//1表示黑子
        arr[3][4]=2;//2表示白子
        arr[4][5]=2;//2表示白子
        arr[3][3]=1;//1表示黑子
        System.out.println("-----------------普通数组遍历---------------------");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                System.out.print("\\t"+arr[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("-----------------构造成稀疏数组---------------------");
        //找到普通数组中一共有几个非0数字
        int num=0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
               if(arr[i][j]>0)
                   num++;
            }
        }
        System.out.println("num="+num);
        //定义稀疏数组行数等于num+1,列数固定为3
        int sparse[][] =new int[num+1][3];
        sparse[0][0]=10;
        sparse[0][1]=10;
        sparse[0][2]=num;
        int count=0;//代表行数
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                if(arr[i][j]!=0){
                    count++;
                    sparse[count][0]=i;
                    sparse[count][1]=j;
                    sparse[count][2]=arr[i][j];
                }
            }
        }
        System.out.println("-----------------稀疏数组遍历---------------------");
        for (int i = 0; i < sparse.length; i++) {
            System.out.println(sparse[i][0]+"\\t"+sparse[i][1]+"\\t"+sparse[i][2]);
        }

        System.out.println("将稀疏数组存入文件");
        String path="e:/data.txt";
        File file = new File(path);
        if (!file.isFile()) {
            //判断磁盘下是否有改文件，没有则创建
            file.createNewFile();
        }
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(file);//文件输出流写进文件
        for (int i = 0; i < sparse.length; i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                //将数组写入文件
                outputStream.write(sparse[i][j]);
            }
        }
        outputStream.close();
        System.out.println("存盘成功");
    }

测试结果：

-----------------普通数组遍历---------------------
	0	0	0	0	0	0	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	1	2	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
-----------------构造成稀疏数组---------------------
num=4
-----------------稀疏数组遍历---------------------
10	10	4
2	3	1
3	3	1
3	4	2
4	5	2
将稀疏数组存入文件
存盘成功

读取文件=>稀疏数组=>二维数组

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //从data.txt读取文件
        String path="e:/data.txt";
        File file = new File(path);
        //文件输入流
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);
        //定义字节数组用来接收数据
        byte bytes[]= new byte[128];
        //将文件内容读入字节数组,并且得到字符的长度
        int length = inputStream.read(bytes);
        //得到稀疏数组的行数,因为列数是固定的为3
        int row =length/ 3;
        //定义稀疏数组
        int sparse[][]=new int[row][3];
        System.out.println(" 遍历字节数组");
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            System.out.print(bytes[i]+"\\t");
        }
        //将字节数组中的数字存入稀疏数组
        int k=0;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                sparse[i][j]=bytes[k];
                k++;
            }
        }
        System.out.println();
        System.out.println("遍历稀疏数组");
        for (int i = 0; i < sparse.length; i++) {
            System.out.println(sparse[i][0]+"\\t"+sparse[i][1]+"\\t"+sparse[i][2]);
        }
        //将稀疏数组转为普通二维数组
        int[][] arr=new int[sparse[0][0]][sparse[0][1]];
        for (int i = 1; i < sparse.length; i++) {
            arr[sparse[i][0]][sparse[i][1]]=sparse[i][2];
        }
        System.out.println("二维数组遍历");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                System.out.print("\\t"+arr[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
    }

测试结果：

遍历稀疏数组
10	10	4
2	3	1
3	3	1
3	4	2
4	5	2
二维数组遍历
	0	0	0	0	0	0	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	1	2	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