数据结构与算法（java版）之稀疏数组

标题数据结构与算法（java版）之稀疏数组

1数据结构和算法的关系

1.1 数据 data 结构(structure)是一门研究组织数据方式的学科，有了编程语言也就有了数据结构.学好数据结构可以编写出更加漂亮,更加有效率的代码。
1.2 程序 = 构 数据结构+ 算法。
1.3 数据结构是算法的基础, 换言之，想要学好算法，需要把数据结构学到位。

2 数据结构包括：线性结构和非线性结构。
线性结构：数据元素之间存在一对一的线性关系，存在两种不同的存储结构，即顺序存储结构（数组）和链式存储结构（链表）----存储空间是否连续。注意：链表存储空间不一定连续，而数据存储空间是连续的。
非线性结构：二维数组，多维数组，广义表，树结构，图结构等

3 稀疏数组
3.1 实际需求
例如五子棋程序中，有存盘和续上盘的功能，有的时候会存储很多无用的数据，此时可以使用稀疏数组来压缩空间。
如果二维数组囧很多值的默认值为0，或者为同一个值的数组的时候，可以使用稀疏数组来存储。

处理方式===
1）第一行：数组有几行，几列，多少特殊值
2）将每个特殊值的行，列，值信息保存在不同的行中
实际应用：
1）使用稀疏数组保存二维数组（棋盘，地图等）
2）把稀疏数组进行存盘，并可以恢复。
业务需求：
1）将一个数组转化为稀疏数组，并保存到磁盘中去。
2）将磁盘中的文件读取出来，并转换为原数组。
图解：

具体代码实现

/**
 * @author 龍
 */
public class SparseArray {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个原始的二维数组 11*11
        int[][] chessArray1=new int[11][11];
        //给有效数据赋值
        chessArray1[1][2]=1;
        chessArray1[2][3]=2;
        chessArray1[4][5]=2;
        //输出原始的二维数组
        System.out.println("原始数组的数据为：");
        for (int[] ints : chessArray1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        //将二维数组转换为稀疏数组
        //1 遍历二维数组，获取非零数据的个数
        int sum=0;
        for (int i = 0; i < chessArray1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < chessArray1[i].length; j++) {
                if (chessArray1[i][j]!=0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        //2 给稀疏数组初始化
        int[][] sparseArray=new int[sum+1][3];
        sparseArray[0][0]=chessArray1.length;
        sparseArray[0][1]=chessArray1[0].length;
        sparseArray[0][2]=sum;
        //3 遍历二维数组，将非零的值存放到稀疏数组中去
        int count=0;
        for (int i = 0; i < chessArray1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < chessArray1[i].length; j++) {
                if (chessArray1[i][j]!=0){
                    count++;
                    sparseArray[count][0]=i;
                    sparseArray[count][1]=j;
                    sparseArray[count][2]=chessArray1[i][j];
                }
            }
        }
        //4 遍历稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组的形式为：");
        for (int i = 0; i < sparseArray.length; i++) {
            for (int j = 0; j < sparseArray[i].length; j++) {
                System.out.print(sparseArray[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        //将稀疏数组保存到文件中去，使用io的方式
        File file = new File("E:\\mydemo\\metadata\\metadata.txt");
        try {
            if (file.exists()){
                file.delete();
            }
            file.createNewFile();
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file,true);
            for (int i = 0; i < sparseArray.length; i++) {
                for (int j = 0; j < sparseArray[i].length; j++) {
                    fileOutputStream.write(sparseArray[i][j]);
                }
            }
            fileOutputStream.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //将稀疏数组从文件种读取出来
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList();
        try {
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File("E:\\mydemo\\metadata\\metadata.txt"));
            int len;
            while ((len=fileInputStream.read())!=-1){
                arrayList.add(len);
            }
            fileInputStream.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //将稀疏数组还原为之前的数组结构
        //1 构建原来的二维数组
        int[][] chessArray2=new int[arrayList.get(0)][arrayList.get(1)];
        //2 读取稀疏数组的值放入到生成的数组种
        /*for (int i = 1; i 
        for (int i = 3; i < arrayList.size(); i=i+3) {
            chessArray2[arrayList.get(i)][arrayList.get(i+1)]=arrayList.get(i+2);
        }
        System.out.println("恢复后的二维数组：");
        for (int i = 0; i < chessArray2.length; i++) {
            for (int j = 0; j < chessArray2[i].length; j++) {
                System.out.print(chessArray2[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

未完待续…