【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 21:30 242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) {
  10. for (int data : row) {
  11. //换行输出
  12. System.out.printf("%d\t",data);
  13. }
  14. System.out.println();
  15. }

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++) {
    2. for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
    3. if(chessArr1[i][j] != 0) {
    4. sum = sum + 1;
    5. }
    6. }
    7. }
    8. 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++) {
    3. for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
    4. if(chessArr1[i][j] != 0) {
    5. sparseArray[count][0] = i;
    6. sparseArray[count][1] = j;
    7. sparseArray[count][2] = chessArr1[i][j];
    8. count = count + 1;
    9. }
    10. }
    11. }
  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) {
    3. for (int data : row) {
    4. //换行输出
    5. System.out.printf("%d\t",data);
    6. }
    7. System.out.println();
    8. }

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) {
    5. 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

2.4 完整代码奉上

  1. package com.sysg.dataStructuresAndAlgorithms.array;
  2. import java.util.Arrays;
  3. /**
  4. * 稀疏数组
  5. *
  6. * 一:二维数组转稀疏数组的思路
  7. * 1.遍历原始的二维数组,得到有效数据的个数sum
  8. * 2.根据sum就可以创建稀疏数组(sparseArr ) int[sum+1][3]
  9. *
  10. *
  11. * 二:将二维数组的有效数据数据存入到 稀疏数组
  12. * 1.稀疏数组转原始的二维数组的思路
  13. * 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]
  14. * 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
  15. *
  16. * @author shi.guangqiang
  17. */
  18. public class SparseArray {
  19. public static void main(String[] args) {
  20. //1.创建一个原始的二维数组 11*11
  21. //0:表示没有棋子 1:表示黑子 2:表示白子
  22. int[][] chessArr1 = new int[11][11];
  23. chessArr1[1][2] = 1;
  24. chessArr1[2][3] = 2;
  25. chessArr1[4][9] = 3;
  26. chessArr1[6][3] = 4;
  27. chessArr1[9][10] = 5;
  28. //输出二维数组
  29. System.out.println("原始的二维数组");
  30. for (int[] row : chessArr1) {
  31. for (int data : row) {
  32. //换行输出
  33. System.out.printf("%d\t",data);
  34. }
  35. System.out.println();
  36. }
  37. //2.将二维数组转化为稀疏数组的思路
  38. //2.1 遍历原始的二维数组,得到有效数据的个数sum
  39. int sum = 0;
  40. for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
  41. for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
  42. if(chessArr1[i][j] != 0) {
  43. sum = sum + 1;
  44. }
  45. }
  46. }
  47. System.out.println("sum: " + sum);
  48. //2.2 创建对应的稀疏数组
  49. int[][] sparseArray = new int[sum + 1][3];
  50. //2.3 给稀疏数组赋值
  51. //2.3.1 给第一行赋值
  52. sparseArray[0][0] = chessArr1.length;
  53. sparseArray[0][1] = chessArr1[0].length;
  54. sparseArray[0][2] = sum;
  55. //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
  56. //count用于记录第几个非0数据
  57. int count = 1;
  58. for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
  59. for (int j = 0; j < chessArr1[0].length; j++) {
  60. if(chessArr1[i][j] != 0) {
  61. sparseArray[count][0] = i;
  62. sparseArray[count][1] = j;
  63. sparseArray[count][2] = chessArr1[i][j];
  64. count = count + 1;
  65. }
  66. }
  67. }
  68. //3.输出稀疏数组
  69. System.out.println();
  70. System.out.println("得到的稀疏数组");
  71. for (int[] row : sparseArray) {
  72. for (int data : row) {
  73. //换行输出
  74. System.out.printf("%d\t",data);
  75. }
  76. System.out.println();
  77. }
  78. //4.将稀疏数组恢复成原始的二维数组
  79. //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
  80. int[][] chessArr2 = new int[sparseArray[0][0]][sparseArray[0][1]];
  81. //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
  82. for (int i = 1; i < sparseArray.length; i++) {
  83. chessArr2[sparseArray[i][0]][sparseArray[i][1]] = sparseArray[i][2];
  84. }
  85. System.out.println("转化后的的二维数组");
  86. for (int[] row : chessArr1) {
  87. for (int data : row) {
  88. //换行输出
  89. System.out.printf("%d\t",data);
  90. }
  91. System.out.println();
  92. }
  93. }
  94. }

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