数据结构 01 — 稀疏数组

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一、实际需求

1.1 五子棋棋盘数据的存储

• 编写的五子棋程序中，有存盘和读盘的功能

• 简易处理下，可以使用二维数组进行存储。

1.2 问题分析

• 由上图可见，若有效落子数据较少，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。
• 优化这种情况，可使用稀疏数组。

二、稀疏数组

2.1 基本介绍

• 当一个数组中的大部分元素为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：
  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记录在一个小规模的数组中，从而达到缩小程序规模的目的。

2.2 思路分析

2.2.1 二维数组to稀疏数组

1. 遍历原始数组，得到有效数据的个数sum
2. 根据sum创建系数数组sparseArr，规模为int[sum+1][3]
3. 将二维数组的有效数据存入到稀疏数组中

2.2.3 稀疏数组to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
2. 再读取稀疏数组的后几行数据，赋值给二维数组即可

2.3 代码实现

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 表蓝子
		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.println();
		}

		// 将二维数组 转 稀疏数组的思
		// 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 < 11; i++) {
			for (int j = 0; j < 11; j++) {
				if (chessArr1[i][j] != 0) {
					sum++;
				}
			}
		}

		// 2. 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 用于记录是第几个非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("得到稀疏数组为~~~~");
		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("恢复后的二维数组");
		
		for (int[] row : chessArr2) {
			for (int data : row) {
				System.out.printf("%d\t", data);
			}
			System.out.println();
		}
	}

}