先认识一下线性结构和非线性结构的区别。
线性结构和非线性结构
线性结构
- 线性结构作为最常用的数据结构，其特点是数据元素之间存在一对一的线性关系
- 线性结构有两种不同的存储结构，即顺序存储结构和链式存储结构。顺序存储的线性表称为顺序表，顺序表中的存储元素是连续的
- 链式存储的线性表称为链表，链表中的存储元素不一定是连续的，元素节点中存放数据元素以及相邻元素的地址信息
- 线性结构常见的有：数组、队列、链表和栈。
非线性结构
非线性结构包括：二维数组，多维数组，广义表，树结构，图结构
下面就是最简单的稀疏数组和队列了！
稀疏数组
这时就应该用稀疏数组解决，思路如下！
代码实现
public class SparseArray {
public static void main(String[] args) {
int[][] chessArr1 = new int[11][11];
chessArr1[1][2] = 1;
chessArr1[2][3] = 2;
chessArr1[5][6] = 2;
System.out.println("原始二维数组！");
for (int[] row : chessArr1) {
for (int data : row) {
System.out.printf("%d\t", data);
}
System.out.println();
}
//1. 遍历 原始的二维数组，得到有效数据的个数 sum
int sum = 0;
for (int[] row : chessArr1) {
for (int data : row) {
if (data != 0) {
sum++;
}
}
}
//2. 根据sum 就可以创建 稀疏数组 sparseArr int[sum + 1] [3]
int[][] sparseArr = new int[sum + 1][3];
//3. 将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组
sparseArr[0][0] = 11;
sparseArr[0][1] = 11;
sparseArr[0][2] = sum;
int count = 0;
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
System.out.println();
System.out.println("得到的稀疏数组为-----");
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]);
}
//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]
int[][] chessArr2= 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++) {
chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
}
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();
}
}
}队列
队列介绍
队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现。
遵循先入先出的原则。即：先存入队列的数据，要先取出。后存入的要后取出
数组模拟队列
缺点：数组不能循环使用！
示意图：(使用数组模拟队列示意图)
代码实现：
public class ArrayQueueTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
char key = ' ';
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
while (loop){
System.out.println("s(show): 显示队列");
System.out.println("e(exit): 退出程序");
System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
System.out.println("g(get): 从队列取出数据");
System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");
key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
switch (key) {
case 's':
queue.showQueue();
break;
case 'a':
System.out.println("输出一个数");
int value = scanner.nextInt();
queue.addQueue(value);
break;
case 'g': //取出数据
try {
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h': //查看队列头的数据
try {
int res = queue.headQueue();
System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e': //退出
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出~~");
}
}
//使用数组模拟队列
class ArrayQueue {
private int maxSize;
private int front;//队列头
private int rear;//队列尾
private int[] arr;//用于存放数据，即模拟队列
public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
front = -1; //指向队列头部的前一个位置
rear = -1; //指向队列尾部的最后一个数据
}
//判断队列是否满
public boolean isFull() {
return rear == maxSize - 1;
}
//判断队列是否为空
public boolean isEmpty(){
return rear == front;
}
//添加数据到队列
public void addQueue(int n){
//判断队列是否满
if (isFull()){
System.out.println("队列满，不能插入数据！");
return;
}
rear++;
arr[rear] = n;
}
//获取队列的数据
public int getQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列空，不能取数据！");
}
front++;
return arr[front];
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue(){
if (isEmpty()){
System.out.println("队列空，没有数据");
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d",i,arr[i]);
}
}
//显示队列的第一个数据
public int headQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列空，没有数据");
}
return arr[front+1];
}
}数组模拟环形队列
数组可以循环使用！
示意图：(使用数组模拟环形队列示意图)
代码实现：
public class CircleArrayQueueTest {
public static void main(String[] args) {
CircleArray queue = new CircleArray(4);//有效数据只有3
char key = ' ';
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
while (loop){
System.out.println("s(show): 显示队列");
System.out.println("e(exit): 退出程序");
System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
System.out.println("g(get): 从队列取出数据");
System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");
key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
switch (key) {
case 's':
queue.showQueue();
break;
case 'a':
System.out.println("输出一个数");
int value = scanner.nextInt();
queue.addQueue(value);
break;
case 'g': //取出数据
try {
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h': //查看队列头的数据
try {
int res = queue.headQueue();
System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e': //退出
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出~~");
}
}
//使用数组模拟队列
class CircleArray {
private int maxSize;
private int front;//队列头//指向队列头部的第一个位置
private int rear;//队列尾//指向队列尾部的最后一个数据的后一个位置
private int[] arr;//用于存放数据，即模拟队列
public CircleArray(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
}
//判断队列是否满
public boolean isFull() {
return (rear + 1) % maxSize == front;
}
//判断队列是否为空
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
//添加数据到队列
public void addQueue(int n) {
//判断队列是否满
if (isFull()) {
System.out.println("队列满，不能插入数据！");
return;
}
arr[rear] = n;
//将rear后移,必须考虑取模
rear = (rear + 1) % maxSize;
}
//获取队列的数据
public int getQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列空，不能取数据！");
}
int value = arr[front];
front = (front + 1) % maxSize;
return value;
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列空，没有数据");
}
for (int i = front; i < front + size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
}
}
//求出当前队列的有效数据个数
public int size() {
return (rear + maxSize - front) % maxSize;
}
//显示队列的第一个数据
public int headQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列空，没有数据");
}
return arr[front];
}
}
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