JAVA数据结构与算法【稀疏数组】
先看一个实际的需求：
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。
稀疏数组的处理方法是:
- 记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值
- 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
举例说明:
我们清晰的看出，数组由6*7，改用稀疏数组后为3*8
应用实例
- 使用稀疏数组，来保留类似前面的二维数组(棋盘、地图等等)
- 把稀疏数组存盘，并且可以从新恢复原来的二维数组数
- 整体思路分析
- 二维数组换稀疏数组的思路
- 遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum
- 根据sum就可以创建稀疏数组sparseArr int[sum+1][3]
- 将二维数组的有效数据存入到稀疏数组。
- 稀疏数组转原始数组的思路
- 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，比如上面的 charArr2 = int[11][11]
- 在读取稀疏数组后几行的数据，并赋给 原始的二维数组即可
代码实现
package com.henu.sparsearray;
/**
* @author George
* @description 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：表示没有棋子，1表示黑子 2表示蓝字
int chessArr1[][] = new int[11][11];
chessArr1[1][2] = 1;
chessArr1[2][3] = 2;
chessArr1[4][5] = 2;
//输出原始的二维数组
System.out.println("原始的二维数组:");
for (int[] row : chessArr1) {
for (int data : row) {
System.out.printf("%d\t",data);
// System.out.print(data + "\t");
}
System.out.println();
}
//将二维数组 转 稀疏数组的思路
//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++;
}
}
}
//创建对应的稀疏数组
int[][] sparseArr = new int[sum + 1][3];
//给稀疏数组赋值
sparseArr[0][0] = 11;
sparseArr[0][1] = 11;
sparseArr[0][2] = sum;
//遍历二维数组，将非0的值存放到sparseArr中
int count = 0;//count用于记录第几个非0数据
for (int i = 0; i < 11; i++) {
for (int j = 0; j < 11; j++) {
if (chessArr1[i][j] != 0) {
count++;
sparseArr[count][0] = i;
sparseArr[count][1] = j;
sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
}
}
}
//输出稀疏数组的形式
System.out.println();
System.out.println("得到的稀疏数组是：");
for (int i = 0; i < sparseArr.length; i++) {
System.out.printf("%d\t%d\t%d\t\n",sparseArr[i][0],sparseArr[i][1],sparseArr[i][2]);
}
System.out.println();
//将稀疏数组=》恢复成原始的二维数组
/**
* 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
* 比如上面的chessArr2 = int[11][11]
* 2.在读取稀疏数组后几行的数据，并赋给原始的二维数组即可
*/
//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[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
//2.在读取稀疏数组后几行的数据（从第二行开始），并赋给原始的二维数组 即可
for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
}
//输出恢复后的二维数组
System.out.println();
System.out.println("恢复好的二维数组：");
for (int[] row : chessArr2) {
for (int data : row) {
System.out.printf("%d\t",data);
}
System.out.println();
}
}
}
结果展示：
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 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得到的稀疏数组是：
11 11 3
1 2 1
2 3 2
4 5 2
恢复好的二维数组：
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 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
拓展：
要求，1.在前面的基础上，将稀疏数组保存在磁盘上，比如map.data
2.恢复原来的数组时，读取map.data进行恢复。
【因为我们都知道，在玩游戏中，我们都有存档退出这一说。所以这个就是实现我们所说的存档退出。然后下次开启是继续游戏。】
存档：
package com.henu.sparsearray;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
/**
* @author George
* @description 稀疏数组存档
**/
public class SparseArrayWrite {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建一个原始的二维数组 11*11
//0：表示没有棋子，1表示黑子 2表示蓝字
int chessArr1[][] = new int[11][11];
chessArr1[1][2] = 1;
chessArr1[2][3] = 2;
chessArr1[4][5] = 2;
//输出原始的二维数组
System.out.println("原始的二维数组:");
for (int[] row : chessArr1) {
for (int data : row) {
System.out.printf("%d\t", data);
// System.out.print(data + "\t");
}
System.out.println();
}
//将二维数组 转 稀疏数组的思路
//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++;
}
}
}
//创建对应的稀疏数组
int[][] sparseArr = new int[sum + 1][3];
//给稀疏数组赋值
sparseArr[0][0] = 11;
sparseArr[0][1] = 11;
sparseArr[0][2] = sum;
//遍历二维数组，将非0的值存放到sparseArr中
int count = 0;//count用于记录第几个非0数据
for (int i = 0; i < 11; i++) {
for (int j = 0; j < 11; j++) {
if (chessArr1[i][j] != 0) {
count++;
sparseArr[count][0] = i;
sparseArr[count][1] = j;
sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
}
}
}
//保存
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("./data/map.data"));
System.out.println();
System.out.println("进行存档。。。");
for (int i = 0; i < sparseArr.length; i++) {
String s = "" + sparseArr[i][0] + "\t" + sparseArr[i][1] + "\t" + sparseArr[i][2] + "\t\n";
bw.write(s);
}
bw.close();
}
}
读档：
package com.henu.sparsearray;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @author George
* @description 读档
**/
public class SparseArrayRead {
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("./data/map.data"));
List list = new ArrayList<>();
String s = "";
while ((s = br.readLine()) != null){
list.add(s);
}
int[][] newSparseArrayRead = new int[list.size()][list.size()-1];
String s1 = list.get(0);
String[] split = s1.split("\t");
//先将11 11 3放入数组中
newSparseArrayRead[0][0] = Integer.parseInt(split[0]);
newSparseArrayRead[0][1] = Integer.parseInt(split[1]);
newSparseArrayRead[0][2] = list.size()-1;
//设置count值，进行后面的判断。二维数组的行数。
int count = 0;
for (int i = 1; i < list.size(); i++) {
String str = list.get(i);
String[] strings = str.split("\t");
count ++;
for (int j = 0; j < strings.length; j++) {
newSparseArrayRead[count][j] = Integer.parseInt(strings[j]);
}
}
System.out.println("读取文件后建立的稀疏数组：");
for (int[] ints : newSparseArrayRead) {
for (int anInt : ints) {
System.out.printf("%d\t",anInt);
}
System.out.println();
}
//从二维数组转换为原始数组
//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[newSparseArrayRead[0][0]][newSparseArrayRead[0][1]];
//2.在读取稀疏数组后几行的数据（从第二行开始），并赋给原始的二维数组 即可
for (int i = 1; i < newSparseArrayRead.length; i++) {
chessArr2[newSparseArrayRead[i][0]][newSparseArrayRead[i][1]] = newSparseArrayRead[i][2];
}
//输出恢复后的二维数组
System.out.println();
System.out.println("恢复好的二维数组：");
for (int[] row : chessArr2) {
for (int data : row) {
System.out.printf("%d\t",data);
}
System.out.println();
}
br.close();
}
}