Java数据结构与算法：稀疏数组、五子棋案例、思路分析、代码实现

稀疏数组

在矩阵中，若数值为0的元素数目远远多于非0元素的数目，并且非0元素分布没有规律时，则称该矩阵为稀疏矩阵。

1、思路分析

实际运用：五子棋

蓝色棋子以2表示；黑色棋子以1表示。可将其转换成二维数组：

由于0占位太多，也没有具体的意义，可对该数组进行压缩。

压缩后的数组，第一行存储的是原数组有几行几列有几个有效值。从索引为1开始，记录每个元素在原数组的索引位置，以及值。

2、代码实现

代码演示：

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SparseArray {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // ~~~~~ 以五子棋为例，定义一个数组，该棋盘9*9，有2个棋子
        int chessArray[][] = new int[9][9];
        chessArray[1][3] = 2;
        chessArray[2][2] = 1;
        // 输出打印，看一下该原始数组
        System.out.println("原始数组：");
        for (int[] ints : chessArray) {
            for (int item : ints) {
                System.out.print(item+"\t");
            }
            System.out.println();
        }

        // 1,将原始数组转为稀疏数组，遍历原始数组，并将有效值存入到list集合中
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < chessArray.length; i++) {
            for (int j = 0; j < chessArray[i].length; j++) {
                if(chessArray[i][j] != 0){
                    sum++;
                    list.add(i);
                    list.add(j);
                    list.add(chessArray[i][j]);
                }
            }
        }
        // 创建稀疏数组
        int sparseArray[][] = new int[sum+1][3];
        sparseArray[0][0] = chessArray.length;
        sparseArray[0][1] = chessArray[0].length;
        sparseArray[0][2] = sum;
        int row = 1;
        for (int i = 0; i < list.size() ; i+=3) {
            sparseArray[row][0] = list.get(i);
            sparseArray[row][1] = list.get(i+1);
            sparseArray[row][2] = list.get(i+2);
            row++;
        }
        // 遍历稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组：");
        for (int[] ints : sparseArray) {
            System.out.println(ints[0]+"\t"+ints[1]+"\t"+ints[2]);
        }


        // 2,稀疏数组转为原始数组，恢复到原数组
        int chessArray2[][] = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
        for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {
            chessArray2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
        }
        System.out.println("恢复到原始数组：");
        for (int[] ints : chessArray2) {
            for (int item : ints) {
                System.out.print(item+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

打印结果：

原始数组：
0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	
0	0	1	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	
稀疏数组：
9	9	2
1	3	2
2	2	1
恢复到原始数组：
0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	2	0	0	0	0	0	
0	0	1	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