算法——【稀疏数组】——探究稀疏数组

稀疏数组


文章目录

  • 稀疏数组
    • 开篇
    • 什么是稀疏数组
    • 稀疏数组的规则
    • 稀疏数组的优点
    • 稀疏数组的使用场景
    • 稀疏数组的代码


开篇

本系列为算法学习记录,从稀疏数组开始。
博主是以韩顺平老师的视频课为主进行的算法学习。
学习视频链接:韩顺平老师bilibili算法学习视频

什么是稀疏数组

稀疏数组也是数组。
稀疏数组(Sparse array) ,所谓稀疏数组就是数组中大部分的内容值都未被使用(或都为零),在数组中仅有少部分的空间使用。因此造成内存空间的浪费,为了节省内存空间,并且不影响数组中原有的内容值,我们可以采用一种压缩的方式来表示稀疏数组的内容。

稀疏数组的规则

以原数组为二维数组举例
第一行:二维数组的行、列、有效数据的个数
第二行及以后:有效数据所在行、列、有效数据的值

举例:原二维数组
算法——【稀疏数组】——探究稀疏数组_第1张图片
转化后的稀疏数组
算法——【稀疏数组】——探究稀疏数组_第2张图片

稀疏数组的优点

当普通数组有效数据很少,大部分为空数据的时候,浪费了系统的内存空间。
这时需要稀疏数组来进行数据的压缩,以节省空间。

如图,这是一个11X11 的二维数组,其有效数据只有两个,如果直接存储,耗费较多无效的存储空间。算法——【稀疏数组】——探究稀疏数组_第3张图片
当转为稀疏数组,如图,只有3X3,对数组进行了压缩处理。
算法——【稀疏数组】——探究稀疏数组_第4张图片
这只是一个很小的举例,因为数据量很小,如果数据量很大,稀疏数组的优势就更加明显了起来。

稀疏数组的使用场景

适用于围棋,扫雷等等。

以及其他无效数据较多的数组或矩阵中。

稀疏数组的代码

package exercise.sparsearray;

public class SparseArray {
	
	public static void main(String[] args){
		
		//创建11*11的二维数组
		int Commentarray[][] = new int[11][11];
		
		//设置初始值
		Commentarray[1][2] = 1;
		Commentarray[2][3] = 2;
		
		System.out.println("常规数组如下:-------");
		
		//打印常规的二维数组
		for (int[] row : Commentarray) {
			for (int i : row) {
				System.out.printf("%d\t",i);
			}
			System.out.println();
		}
		
		/*
		 * 把二维数组转化为稀疏数组
		 */
		
		//1.获取二维数组有效数据个数
		int sum = 0;
		for (int[] row : Commentarray) {
			for (int i : row) {
				if(i!=0)
					sum++;
			}
		}
		//System.out.println(sum);
		
		//2.创建稀疏数组,行数为有效数据个数+1,列数固定为3
		int sparseArray[][] = new int[sum+1][3];
		
		//3.把二维数组转化为稀疏数组
		//1)第一行的二维数组数据,行、列、有效数据个数
		sparseArray[0][0] = 11;
		sparseArray[0][1] = 11;
		sparseArray[0][2] = sum;
		
		int count = 0;
		//2)把二维数不为0的数增添加到稀疏数组
		for (int i = 0; i < 11; i++) {
			for (int j = 0; j < 11; j++) {
				if(Commentarray[i][j] != 0){
					count++;
					sparseArray[count][0] = i;
					sparseArray[count][1] = j;
					sparseArray[count][2] = Commentarray[i][j];
				}
			}
		}
		
		//输出稀疏数组
		System.out.println("转化后的稀疏数组为:---------");
		for (int[] row : sparseArray) {
			for (int i : row) {
				System.out.printf("%d\t",i);
			}
			System.out.println();
		}
		
		
		
		//4.稀疏数组转化为二维数组
		//1)稀疏数组第一行还原二维数组的行列
		int array[][] = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
		
		//2)还原二维数组有效数据
		for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {
			array[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
		}
		
		//输出二维数组
		System.out.println("还原后的二维数组:------");
		for (int[] row : array) {
			for (int i : row) {
				System.out.printf("%d\t",i);
			}
			System.out.println();
		}
	}
}

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