java数据结构和算法——稀疏数组（sparsearray）

一、稀疏数组基本介绍

• 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。

二、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

三、稀疏数组举例说明

四、示例需求

下图中左侧的五子棋程序可以看做右侧的一个11x11（11行x11列）的二维数组，其中，黑色棋子用1表示，蓝色棋子用2表示，没有棋子用0表示，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，因此，需要把二维数组转换成稀疏数组，在把稀疏数组恢复成二维数组。

五、示例代码

package com.rf.springboot01.dataStructure;
/**
 * @description: 稀疏数组
 * @author: xiaozhi
 * @create: 2020-07-14 13:48
 */
public class SparseArray {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * @Description:  创建一个原始的二维数组思路 11*11（即11行11列）
         *                  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sparseArray int[sum+1][3]
         *                  3、将二维数组的有效数据存入到稀疏数组
         * @Author: xz
         * @Date: 2020/7/14 14:47
         */
        //0：表示没有棋子，1：黑色棋子，2：白色棋子
        int chessArr[][] =new int[11][11];
        //在第2行3列位置上有一个黑色棋子，第3行5列上有一个白色棋子
        chessArr[1][2]=1;
        chessArr[2][4]=2;
        chessArr[5][7]=2;
        //输出原始的二维数组
        System.out.println("输出原始二维数组=================");
        for(int[] row:chessArr){
            for(int data:row){
                System.out.printf("%d\t",data);
            }
            System.out.println();
        }

        /** 
        * @Description:  将二维数组转换成稀疏数组思路
        * @Author: xz
        * @Date: 2020/7/14 14:47  
        */
        //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.length;j++){
                if(chessArr[i][j]!=0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        System.out.println("sum="+sum);

        //2、创建对应的稀疏数组,稀疏数组的行数=非0的数据个数+1，稀疏数组的列数=3
        int sparseArray[][]=new int[sum+1][3];
        //给稀疏数组第一行赋值
        sparseArray[0][0]=11;
        sparseArray[0][1]=11;
        sparseArray[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;//初始化一个计数器
        for(int i=0;i<chessArr.length;i++){
            for(int j=0;j<chessArr.length;j++){
                if(chessArr[i][j]!=0){
                    count++;//第一个非0数进入判断后，count值为1，表示从第二行开始，一次增加行数
                    sparseArray[count][0]=i;//0:表示稀疏数组中的第一列，i表示第i行
                    sparseArray[count][1]=j;//1:表示稀疏数组中的第二列，j表示第j列
                    sparseArray[count][2]=chessArr[i][j];//3:表示稀疏数组中的第二列，chessArr[i][j]表示第i行第j列的值
                }
            }
        }

        //3、输出稀疏数组的形式
        System.out.println();
        System.out.println("输出稀疏数组------------");
        for(int[] row :sparseArray){
            for(int data:row){
                System.out.printf("%d\t",data);
            }
            System.out.println();
        }
        
        /**
         * @Description:  将稀疏数组转恢复成二维数组思路
         *                 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，
         *                 2、在读取稀疏数组后几行的数据，并赋值给原始二维数组即可
         * @Author: xz
         * @Date: 2020/7/14 14:47
         */
        System.out.println();
        System.out.println("输出恢复后的二维数组-----------");
        //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[][] chessArr2=new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
        //2、在读取稀疏数组后几行的数据(从第2行开始)，并赋值给原始二维数组即可
        for (int i=1;i<sparseArray.length;i++){//i=1是从稀疏数组的第2行开始
            //稀疏数组中第i行第3列的值赋值给原始的二维数组chessArr2，其中
            //sparseArray[i][0]表示稀疏数组中第i行第一列的值
            //sparseArray[i][1]表示稀疏数组中第i行第二列的值
            //sparseArray[i][2]表示稀疏数组中的第i行第三列的值
            chessArr2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]]=sparseArray[i][2];
        }
        //输出恢复后的二维数组
        for(int[] row:chessArr2){
            for(int data:row){
                System.out.printf("%d\t",data);
            }
            System.out.println();
        }

    }

}

五、输出结果