【数据结构与算法】稀疏数组 sparsearray

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文章目录

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一、实际应用

♦ 场景

• 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

• 我们将棋盘看成是一个二维的数组，利用数字来代表其中的棋子。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 -> 可以利用稀疏数组压缩实现。

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二、稀疏数组介绍

♦ 定义

当一个数组中​​大部分元素为０​​，​​或者为同一个值​​时，可以使用稀疏数组来保存该数组。

♦ 稀疏数组的处理方法

• ​​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​​​

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三、应用实例

♦ 需求分析

• 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
• 思路

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 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.

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♦ 代码实现

▶创建原始二维数组

public class SparseArray {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.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表示白子
        int[][] chessArr = new int[11][11];
        // 2.放置棋子
        chessArr[1][2] = 1;
        chessArr[2][3] = 2;
        // 遍历输出二维数组
        for (int[] row:chessArr){
            // 换行
            System.out.println();
            for (int column:row){
                System.out.printf("%d\t",column);
            }
        }
    }
}

棋盘输出：
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

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▶创建稀疏数组

// 4.统计非0值个数
        int sum = 0;
        for (int i=0;i<chessArr.length;i++){
            for (int j=0;j<chessArr.length;j++){
                if (chessArr[i][j]!=0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        // 5.创建稀疏数组
        int[][] parseArray = new int[sum+1][3];
        // 6.给稀疏数组赋值
        parseArray[0][0] = chessArr.length;
        parseArray[0][1] = chessArr.length;
        parseArray[0][2] = sum;
        // 遍历原始数组，将非0值存入稀疏数组
        int count = 0; // 用于记录第count个非0值
        for (int i=0;i<chessArr.length;i++){
            for (int j=0;j<chessArr.length;j++){
                if (chessArr[i][j]!=0){
                    count++;
                    parseArray[count][0] = i;
                    parseArray[count][1] = j;
                    parseArray[count][2] = chessArr[i][j];
                }
            }
        }
        // 7.输出稀疏数组
        for (int[] row:parseArray){
            // 换行
            System.out.println();
            for (int column:row){
                System.out.printf("%d\t",column);
            }
        }
稀疏数组：        
11  11  2  
1  2  1  
2  3  2

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▶稀疏数组还原成二维数组

// 8.还原二维数组
        // 8.1创建一个原始数组大小的新数组
        int row = parseArray[0][0];
        int columns = parseArray[0][1];
        int[][] chessArray1 = new int[row][columns];
        // 8.2将稀疏数组存储的数据还原到新的稀疏数组
        for (int i = 1; i < parseArray.length; i++) {
            // 从稀疏数组中获取二维数组非0值对应的行、列
            int pre_row = parseArray[i][0];
            int pre_columns = parseArray[i][1];
            // 从稀疏数组中获取非0值赋给二维数组
            chessArray1[pre_row][pre_columns] = parseArray[i][2];
        }
        // 8.3遍历输出二维数组
        for (int[] pre_row : chessArray1) {
            // 换行
            System.out.println();
            for (int column : pre_row) {
                System.out.printf("%d\t", column);
            }
        }

还原二维数组：
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

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