【稀疏数组】二维数组和稀疏数组的相互转化

浅浅的花香味﹌ 2024-03-23 21:30 243阅读 0赞

文章目录

  • 一：为什么会使用稀疏数组
    • 1.1 先看一个实际的需求
    • 1.2 基本介绍
      • 1.2.1 稀疏数组的处理方法
      • 1.2.2 数组的举例说明
      • 1.2.3 应用实例
      • 1.2.4 整体思路分析
        • 二维数组转稀疏数组的思路
        • 稀疏数组转原始的二维数组的思路
  • 二：代码实现
    • 2.1 创建一个原始的11*11二维数组
    • 2.2 将二维数组转化为稀疏数组
    • 2.3 将稀疏数组恢复成原始的二维数组
    • 2.4 完整代码奉上

一：为什么会使用稀疏数组

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
    在这里插入图片描述
  • 问题分析：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。所以此时我们可以简化一下二维数组，使用稀疏数组来解决此问题。

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。

1.2.1 稀疏数组的处理方法

  • 记录数组总共有几行几列，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。

1.2.2 数组的举例说明

在这里插入图片描述
注：

  1. 数组的下标都是从0开始，所以第一行，第四列用（0,3）表示
  2. 第一行【0】6 7 8 表示，共有6行、7列，有效数据有8个，其他行表示这8个数据具体的坐标。

1.2.3 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

1.2.4 整体思路分析

在这里插入图片描述

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

二：代码实现

2.1 创建一个原始的11*11二维数组

0：表示没有棋子 1：表示黑子 2：表示白子

  1. int[][] chessArr1 = new int[11][11];
  2.         chessArr1[1][2] = 1;
  3.         chessArr1[2][3] = 2;
  4.         chessArr1[4][9] = 3;
  5.         chessArr1[6][3] = 4;
  6.         chessArr1[9][10] = 5;
  7.         //输出二维数组
  8.         System.out.println("原始的二维数组");
  9.         for (int[] row : chessArr1) {
  11.             for (int data : row) {
  13.                 //换行输出
  14.                 System.out.printf("%d\t",data);
  15.             }
  16.             System.out.println();
  17.         }

在这里插入图片描述

2.2 将二维数组转化为稀疏数组

  1. 遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum

    int sum = 0;

    1.     for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
    3.         for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
    5.             if(chessArr1[i][j] != 0) {
    7.                 sum = sum + 1;
    8.             }
    9.         }
    10.     }
    11.     System.out.println("sum: " + sum);

输出：sum=5

  1. 创建对应的稀疏数组

    int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];

  2. 给稀疏数组第一行赋值

    sparseArray[0][0] = chessArr1.length;

    1.     sparseArray[0][1] = chessArr1[0].length;
    2.     sparseArray[0][2] = sum;

  3. 给第其他行赋值，遍历二维数组将非0值存放到稀疏数组里面

    //count用于记录第几个非0数据

    1.     int count = 1;
    2.     for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
    4.         for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
    6.             if(chessArr1[i][j] != 0) {
    8.                 sparseArray[count][0] = i;
    9.                 sparseArray[count][1] = j;
    10.                 sparseArray[count][2] = chessArr1[i][j];
    11.                 count = count + 1;
    12.             }
    13.         }
    14.     }

  4. 输出稀疏数组

    System.out.println();

    1.     System.out.println("得到的稀疏数组");
    2.     for (int[] row : sparseArray) {
    4.         for (int data : row) {
    6.             //换行输出
    7.             System.out.printf("%d\t",data);
    8.         }
    9.         System.out.println();
    10.     }

在这里插入图片描述

2.3 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，创建二维数组

    int[][] chessArr2 = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];

  2. 读取稀疏数组的后几行数据（从第二行开始），并赋值给原始的二维数组即可

    for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {

    1.         chessArr2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
    2.     }
    3.     System.out.println("转化后的的二维数组");
    4.     for (int[] row : chessArr1) {
    6.         for (int data : row) {
    8.             //换行输出
    9.             System.out.printf("%d\t",data);
    10.         }
    11.         System.out.println();
    12.     }

在这里插入图片描述

2.4 完整代码奉上

  1. package com.sysg.dataStructuresAndAlgorithms.array;
  3. import java.util.Arrays;
  5. /**
  6.  * 稀疏数组
  7.  *
  8.  * 一：二维数组转稀疏数组的思路
  9.  * 1.遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum
  10.  * 2.根据sum就可以创建稀疏数组(sparseArr ) int[sum+1][3]
  11.  *
  12.  *
  13.  * 二：将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组
  14.  * 1.稀疏数组转原始的二维数组的思路
  15.  * 2.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 chessArr12=int[11][11]
  16.  * 3.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
  17.  *
  18.  * @author shi.guangqiang
  19.  */
  20. public class SparseArray {
  23.     public static void main(String[] args) {
  25.         //1.创建一个原始的二维数组 11*11
  26.         //0：表示没有棋子 1：表示黑子 2：表示白子
  27.         int[][] chessArr1 = new int[11][11];
  28.         chessArr1[1][2] = 1;
  29.         chessArr1[2][3] = 2;
  30.         chessArr1[4][9] = 3;
  31.         chessArr1[6][3] = 4;
  32.         chessArr1[9][10] = 5;
  33.         //输出二维数组
  34.         System.out.println("原始的二维数组");
  35.         for (int[] row : chessArr1) {
  37.             for (int data : row) {
  39.                 //换行输出
  40.                 System.out.printf("%d\t",data);
  41.             }
  42.             System.out.println();
  43.         }
  45.          //2.将二维数组转化为稀疏数组的思路
  46.          //2.1 遍历原始的二维数组，得到有效数据的个数sum
  47.         int sum = 0;
  48.         for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
  50.             for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
  52.                 if(chessArr1[i][j] != 0) {
  54.                     sum = sum + 1;
  55.                 }
  56.             }
  57.         }
  58.         System.out.println("sum: " + sum);
  60.         //2.2 创建对应的稀疏数组
  61.         int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];
  63.         //2.3 给稀疏数组赋值
  64.         //2.3.1 给第一行赋值
  65.         sparseArray[0][0] = chessArr1.length;
  66.         sparseArray[0][1] = chessArr1[0].length;
  67.         sparseArray[0][2] = sum;
  68.         //2.3.2 给第其他行赋值，遍历二维数组将非0值存放到稀疏数组里面
  69.         //count用于记录第几个非0数据
  70.         int count = 1;
  71.         for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
  73.             for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
  75.                 if(chessArr1[i][j] != 0) {
  77.                     sparseArray[count][0] = i;
  78.                     sparseArray[count][1] = j;
  79.                     sparseArray[count][2] = chessArr1[i][j];
  80.                     count = count + 1;
  81.                 }
  82.             }
  83.         }
  85.         //3.输出稀疏数组
  86.         System.out.println();
  87.         System.out.println("得到的稀疏数组");
  88.         for (int[] row : sparseArray) {
  90.             for (int data : row) {
  92.                 //换行输出
  93.                 System.out.printf("%d\t",data);
  94.             }
  95.             System.out.println();
  96.         }
  98.         //4.将稀疏数组恢复成原始的二维数组
  99.         //4.1 先读取稀疏数组的第一行。根据第一行的数据，创建二维数组
  100.         int[][] chessArr2 = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
  101.         //4.2 读取稀疏数组的后几行数据（从第二行开始），并赋值给原始的二维数组即可
  102.         for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {
  104.             chessArr2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
  105.         }
  106.         System.out.println("转化后的的二维数组");
  107.         for (int[] row : chessArr1) {
  109.             for (int data : row) {
  111.                 //换行输出
  112.                 System.out.printf("%d\t",data);
  113.             }
  114.             System.out.println();
  115.         }
  118.     }
  120. }

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