第 3 章 稀疏数组和队列(1)

3.1 稀疏 sparsearray 数组

3.1.1先看一个实际的需求

编写的五子棋程序中，有存盘退出和续上盘的功能。

分析问题:
因为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.->稀疏数组

3.1.2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.

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

稀疏数组举例说明

3.1.3应用实例

1. 使用稀疏数组，来保留类似前面的二维数组(棋盘、地图等等)
2. 把稀疏数组存盘，并且可以从新恢复原来的二维数组数
3. 整体思路分析
   
4. 代码

/**
 * 稀疏数组
 */
public class SparseArray {
    /**
     * 二维数组 转 稀疏数组的思路
     * 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 sparseArr   int[sum + 1] [3]
     * 3. 将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组
     * 

     * 稀疏数组转原始的二维数组的思路
     * 

     * 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，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.
     */

    /**
     * 有效数据的个数
     */
    static int sum = 0;

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个原始的二维数组 11*11
        int chessArrSource[][] = new int[11][11];
        //稀疏数组
        int sparseArr[][] = null;
        //转换后的 二维数组
        int chessArrConvert[][] = null;

        //1.默认棋盘
        defaultChessBoard(chessArrSource);

        //2.二维数组 转 稀疏数组
        sparseArr = toSparseArray(chessArrSource, sparseArr);

        //3.稀疏数组 转 二维数组
        toDoubleDimensionalArray(sparseArr, chessArrConvert);
    }

    /**
     * 1.默认棋盘
     *
     * @param chessArrSource
     */
    public static void defaultChessBoard(int chessArrSource[][]) {
        //0：没有棋子，1：黑棋子，2：蓝棋子
        chessArrSource[1][2] = 1;
        chessArrSource[2][3] = 2;

        //输出原始的二维数组
        System.out.println("原始的二维数组：");
        /**
         * 第一维的数组长度是：intArray.length;
         * 第二维的数组长度是：intArray[index].length;
         *  注： index即索引（下标）的意思。
         */
        for (int[] row : chessArrSource) {
            for (int data : row) {
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }
    }

    /**
     * 2.二维数组 转 稀疏数组
     */
    public static int[][] toSparseArray(int chessArrSource[][], int sparseArr[][]) {
        //2.二维数组 转 稀疏数组的思路
        //2.1. 遍历  原始的二维数组，得到有效数据的个数 sum
        for (int[] row : chessArrSource) {
            for (int data : row) {
                if (data != 0) {
                    sum++;
                }
            }
        }

        //2.2. 根据sum 就可以创建 稀疏数组 sparseArr   int[sum + 1] [3]
        sparseArr = new int[sum + 1][3];

        sparseArr[0][0] = chessArrSource.length;//行数
        sparseArr[0][1] = chessArrSource.length;//列数
        sparseArr[0][2] = sum;//有效数据个数

        //2.3. 将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组
        int count = 0;//count用于记录是第几个非0数据
        for (int i = 1; i < chessArrSource.length; i++) {
            for (int j = 1; j < chessArrSource.length; j++) {
                if (chessArrSource[i][j] != 0) {
                    count++;
                    sparseArr[count][0] = i;
                    sparseArr[count][1] = j;
                    sparseArr[count][2] = chessArrSource[i][j];
                }
            }
        }

        //输出稀疏数组的形式
        System.out.println();
        System.out.println("稀疏数组：");
        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]);
        }

        return sparseArr;
    }

    /**
     * 3.稀疏数组 转 二维数组
     */
    public static void toDoubleDimensionalArray(int sparseArr[][], int chessArrConvert[][]) {
        //稀疏数组转原始的二维数组的思路
        //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，比如上面的  chessArr2 = int [11][11]
        chessArrConvert = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];

        //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.
        for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
            chessArrConvert[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
        }

        //输出转换后的二维数组
        System.out.println();
        System.out.println("转换后的二维数组：");
        for (int[] row : chessArrConvert) {
            for (int data : row) {
                System.out.printf("%d\t", data);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

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	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	0	

稀疏数组：
11	11	2	
1	2	1	
2	3	2	

转换后的二维数组：
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	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	0	

5. 练习要求：
   在前面的基础上，将稀疏数组保存到磁盘上，比如 map.data
   恢复原来的数组时，读取map.data 进行恢复