【数据结构与算法】稀疏数组 sparsearray

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文章目录

• ​​一、实际应用​​

• ​​♦ 场景​​
• ​​♦ 分析问题​​

• ​​二、稀疏数组介绍​​

• ​​♦ 定义​​
• ​​♦ 稀疏数组的处理方法​​

• ​​三、应用实例​​

• ​​♦ 需求分析​​
• ​​♦ 代码实现​​

• ​​▶创建原始二维数组​​
• ​​▶创建稀疏数组​​
• ​​▶稀疏数组还原成二维数组​​

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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

遍历 原始的二维数组，得到有效数据的个数​​sum​​

根据sum 就可以创建 稀疏数组​​sparseArr int[sum + 1] [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

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]​​

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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