Java算法——稀疏数组

Posted 2021-12-11 师兄白泽

稀疏数组
6-1.应用场景

• 一个实际的需求：编写的五子棋需求中，有存盘和续上盘的功能;
• 首先通过二维数组保存棋盘，在保存时有很多值是没有意义的数据–》稀疏数组(压缩二维数组)

1. 基本介绍：
   1. 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一个值的时候，可以用稀疏数组来保存该数组
2. 稀疏数组的处理方法：
   1. 记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值
   2. 把具有不同的元素的行列值记录在一个小规模的数组（稀疏数组）中，从而缩小程序的规模

注：稀疏数组可以达到压缩数据的功能

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6-2.稀疏数组转换的思路分析

二维数组转化为稀疏数组思路

1. 遍历原始的二维数组，得到要保存的有效数据的个数sum（知道稀疏数组的大小）
2. 根据有效数据的个数sum就可以创建稀疏数组 int[sum+1][3]
3. 将二维数组的有效数据存入到稀疏数组中

稀疏数组的第一行存储的是原始数组的行和列

稀疏数组转换为二维数组的思路

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[11][11]
2. 再读取稀疏数组后几行的数据并赋值给原始的二维数组即可

注意：要真正写五子棋小程序，还需要将数组存储到数据库或者通过IO传到文件中

6-3.代码实现

public class XiShuShuZu {
    public static void main(String[] args) {
        //创建原始的二维数组 11*11
        //0表示没有棋子 1表示黑子 2表示蓝子
        int chessArr[][] = new int[11][11];
        chessArr[1][2] = 1;
        chessArr[2][3] = 2;
        //输出原始的二维数组
        System.out.println("原始的二维数组");
        for (int[] row : chessArr) {
            for (int i : row) {
                System.out.printf("%d\\t",i);
            }
            System.out.println();
        }
        //TODO 将二维数组转换为稀疏数组
        //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 < chessArr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < chessArr[i].length; j++) {
                if (chessArr[i][j] != 0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        //2.创建对于的稀疏数组
        int[][] newArr = new int[sum+1][3];
        //给稀疏数组赋值(第一行)
        newArr[0][0] = 11;
        newArr[0][1] = 11;
        newArr[0][2] = sum;
        //遍历二维数组，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 < chessArr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < chessArr[i].length; j++) {
                if (chessArr[i][j] != 0){
                    count++;
                    newArr[count][0] = i;
                    newArr[count][1] = j;
                    newArr[count][2] = chessArr[i][j];
                }
            }
        }
        //3.输出稀疏数组的形式
        System.out.println("得到的稀疏数组为");
        for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {
            System.out.printf("%d\\t%d\\t%d\\t\\n",newArr[i][0],newArr[i][1],newArr[i][2]);
        }
        //TODO 稀疏数组恢复成二维数组
        //1.先读取第一行的数据
        int chessArr2[][] = new int[newArr[0][0]][newArr[0][1]];
        //读取稀疏数组后几行数据后将数据赋值给原始的二维数组即可
        for (int i = 1; i < newArr.length; i++) {
            chessArr2[newArr[i][0]][newArr[i][1]] = newArr[i][2];
        }
        //恢复后的二维数组
        System.out.println("恢复后的二维数组");
        for (int i = 0; i < chessArr2.length; i++) {
            for (int j = 0; j < chessArr2[i].length; j++) {
                System.out.printf("%d\\t",chessArr2[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

课后练习：将稀疏数组中的数据存储到文件中，然后再读取出来