Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之稀疏數(shù)組與隊(duì)列深入理解
之前學(xué)完了Java SE的知識(shí),掌握了面向?qū)ο蟮木幊趟枷?,但?duì)集合、多線程、反射、流的使用等內(nèi)容理解的還不是很深入,打算再學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的同時(shí),在空閑的時(shí)間里去圖書館看《Java核心技術(shù) 卷 I》這本書,很多大佬對(duì)這本書很推崇,之前在圖書館也看過(guò)其他Java的書籍,經(jīng)過(guò)對(duì)比,這本書確實(shí)寫的很有內(nèi)涵;之后也會(huì)把看書過(guò)程中的收獲寫出來(lái)分享給大家,同時(shí),連續(xù)的更新博客也是對(duì)自己學(xué)習(xí)的督促。終極目標(biāo):超越大我兩級(jí)的學(xué)長(zhǎng),拿到大廠sp,年薪40w+!?。?/p>
一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法簡(jiǎn)介
二、稀疏數(shù)組
稀疏數(shù)組的應(yīng)用實(shí)例
1) 稀疏數(shù)組,來(lái)保留類似前面的二維數(shù)組(棋盤、地圖等等)
2) 把稀疏數(shù)組存盤,并且可以從新恢復(fù)原來(lái)的二維數(shù)組數(shù)據(jù)
二維數(shù)組與稀疏數(shù)組的轉(zhuǎn)換
二
二維數(shù)組 轉(zhuǎn) 稀疏數(shù)組的思路
1.遍歷原始的二維數(shù)組,得到有效數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù) sum
2.根據(jù)sum就可以創(chuàng)建稀疏數(shù)組 sparseArr int[sum + 1][3]
3.將二維數(shù)組的有效數(shù)據(jù)存入到稀疏數(shù)組
稀疏數(shù)組 轉(zhuǎn) 原始的二維數(shù)組的思路
1.先讀取稀疏數(shù)組的第一行,根據(jù)第一行的數(shù)據(jù),創(chuàng)建原始的二維數(shù)組,比如上面的 chessArr2 = int[11][11]
2.在讀取稀疏數(shù)組后幾行的數(shù)據(jù),并賦給原始的二維數(shù)組即可。
public class SparseArray { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建一個(gè)原始的二維數(shù)組11 * 11 // 0:表示沒有棋子,1表示黑子 2表示藍(lán)子 int chessArr1[][] = new int[11][11]; chessArr1[1][2] = 1; chessArr1[2][3] = 2; // 新加的棋子;只需在這加就可以 chessArr1[4][5] = 6; // 輸出原始的二維數(shù)組 System.out.println("原始的二維數(shù)組~~"); for (int[] row : chessArr1) { for (int data : row) { System.out.printf("%d\t", data); } System.out.println(); } // 將二維數(shù)組 轉(zhuǎn) 稀疏數(shù)組的思路 // 1.先遍歷二維數(shù)組 得到非0數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù) int sum = 0; for (int i = 0; i < 11; i++) { for (int j = 0; j < 11; j++) { if (chessArr1[i][j] != 0) { sum++; } } } // 2.創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的稀疏數(shù)組 int sparseArr[][] = new int[sum + 1][3]; // 給稀疏數(shù)組賦值 sparseArr[0][0] = 11; sparseArr[0][1] = 11; sparseArr[0][2] = sum; // 遍歷二維數(shù)組,將非0的值存放到sparseArr中 int count = 0;// count 用于記錄是第幾個(gè)非0數(shù)據(jù) 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]; } } } // 輸出稀疏數(shù)組的形式 System.out.println(); System.out.println("得到稀疏數(shù)組為~~~~"); 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]); } // 將稀疏數(shù)組-->>恢復(fù)成原始的二維數(shù)組 // 1.先讀取稀疏數(shù)組的第一行,根據(jù)第一行的數(shù)據(jù),創(chuàng)建原始的二維數(shù)組 int chessArr2[][] = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]]; // 2.在讀取稀疏數(shù)組后幾行的數(shù)據(jù)(從第二行開始),并賦給原始的二維數(shù)組即可 for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) { chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2]; } // 輸出恢復(fù)后的二維數(shù)組 System.out.println(); System.out.println("恢復(fù)后的二維數(shù)組"); for (int[] row : chessArr2) { for (int data : row) { System.out.printf("%d\t", data); } System.out.println(); } } }
三、隊(duì)列
數(shù)組模擬隊(duì)列
public class ArrayQueueDemo { public static void main(String[] args) { //測(cè)試一把 //創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列 ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3); char key = ' ';//接收用戶輸入 Scanner scanner = new Scanner(System.in); boolean loop = true; //輸出一個(gè)菜單 while(loop) { System.out.println("s(show): 顯示隊(duì)列"); System.out.println("e(exit): 退出程序"); System.out.println("a(add): 添加數(shù)據(jù)到隊(duì)列"); System.out.println("g(get): 從隊(duì)列取出數(shù)據(jù)"); System.out.println("h(head): 查看隊(duì)列頭的數(shù)據(jù)"); key = scanner.next().charAt(0);//接收一個(gè)字符 switch(key) { case 's': queue.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("輸出一個(gè)數(shù)"); int value = scanner.nextInt(); queue.addQueue(value); break; case 'g'://取出數(shù)據(jù) try { int res = queue.getQueue(); System.out.printf("去除的數(shù)據(jù)是%d\n",res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'h'://查看隊(duì)列頭的數(shù)據(jù) try { int res = queue.headQueue(); System.out.printf("隊(duì)列頭的數(shù)據(jù)是%d\n",res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'e'://退出 scanner.close(); loop = false; default: break; } } System.out.println("程序退出~~"); } } //使用數(shù)組模擬隊(duì)列-編寫一個(gè)ArrayQueue類 class ArrayQueue { private int maxSize;// 表示數(shù)組的最大容量 private int front;// 隊(duì)列頭 private int rear;// 隊(duì)列尾 private int[] arr;// 該數(shù)據(jù)用于存放數(shù)據(jù),模擬隊(duì)列 // 創(chuàng)建隊(duì)列的構(gòu)造器 public ArrayQueue(int arrMaxSize) { maxSize = arrMaxSize; arr = new int[maxSize]; front = -1;// 指向隊(duì)列頭部,分析出front是指向隊(duì)列頭的前一個(gè)位置。 rear = -1;// 指向隊(duì)列尾,指向隊(duì)列尾的數(shù)據(jù)(即就是隊(duì)列的最后一個(gè)數(shù)據(jù)) } // 判斷隊(duì)列是否滿 public boolean isFull() { return rear == maxSize - 1; } // 判斷隊(duì)列是否為空 public boolean isEmpty() { return rear == front; } // 添加數(shù)據(jù)到隊(duì)列 public void addQueue(int n) { // 判斷隊(duì)列是否滿 if (isFull()) { System.out.println("隊(duì)列滿,不能加入數(shù)據(jù)~~"); return; } rear++;// 讓rear 后移 arr[rear] = n; } // 獲取隊(duì)列的數(shù)據(jù),出隊(duì)列 public int getQueue() { // 判斷隊(duì)列是否空 if (isEmpty()) { // 通過(guò)拋出異常 throw new RuntimeException("隊(duì)列空,不能取數(shù)據(jù)"); } front++;// front后移 return arr[front]; } // 顯示隊(duì)列的所有數(shù)據(jù) public void showQueue() { // 遍歷 if (isEmpty()) { System.out.println("隊(duì)列空的,沒有數(shù)據(jù)~~"); return; } for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]); } } //顯示隊(duì)列的頭數(shù)據(jù),注意不是取出數(shù)據(jù) public int headQueue() { //判斷 if(isEmpty()) { throw new RuntimeException("隊(duì)列空的,沒有數(shù)據(jù)~~"); } return arr[front + 1]; } }
上述代碼問(wèn)題分析:
1)目前數(shù)組使用一次就不能用,沒有達(dá)到復(fù)用的效果
2)將這個(gè)數(shù)組使用算法,改進(jìn)成一個(gè)環(huán)形的隊(duì)列(使用到了取模:%相關(guān)的算法)
代碼優(yōu)化:數(shù)組模擬環(huán)形隊(duì)列
思路如下:
1.front變量的含義做一個(gè)調(diào)整:front就指向隊(duì)列的第一個(gè)元素,也就是說(shuō)arr[front]就是隊(duì)列的第一個(gè)元素front的初始值 = 0
2.rear變量的含義做一個(gè)調(diào)整:rear指向隊(duì)列的最后一個(gè)元素的后一個(gè)位置。因?yàn)橄M粘鲆粋€(gè)空間做為約定。rear的初始值 = 0
3.當(dāng)隊(duì)列滿時(shí),條件是[rear + 1] % maxSize == front【滿】
4.對(duì)隊(duì)列為空的條件,rear == front空
5.當(dāng)我們這樣分析,隊(duì)列中有效的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù):(rear + maxSize - front) % maxSize
6.我們就可以在原來(lái)的隊(duì)列上修改得到,一個(gè)環(huán)形隊(duì)列
public class CircleArrayQueueDemo { public static void main(String[] args) { // 測(cè)試 System.out.println("測(cè)試數(shù)組模擬環(huán)形隊(duì)列的案例~~"); // 創(chuàng)建一個(gè)環(huán)形隊(duì)列 CircleArray queue = new CircleArray(4);// 說(shuō)明設(shè)置4,其隊(duì)列的有效數(shù)據(jù)最大是3 char key = ' ';// 接收用戶輸入 Scanner scanner = new Scanner(System.in); boolean loop = true; // 輸出一個(gè)菜單 while (loop) { System.out.println("s(show): 顯示隊(duì)列"); System.out.println("e(exit): 退出程序"); System.out.println("a(add): 添加數(shù)據(jù)到隊(duì)列"); System.out.println("g(get): 從隊(duì)列取出數(shù)據(jù)"); System.out.println("h(head): 查看隊(duì)列頭的數(shù)據(jù)"); key = scanner.next().charAt(0);// 接收一個(gè)字符 switch (key) { case 's': queue.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("輸出一個(gè)數(shù)"); int value = scanner.nextInt(); queue.addQueue(value); break; case 'g':// 取出數(shù)據(jù) try { int res = queue.getQueue(); System.out.printf("去除的數(shù)據(jù)是%d\n", res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'h':// 查看隊(duì)列頭的數(shù)據(jù) try { int res = queue.headQueue(); System.out.printf("隊(duì)列頭的數(shù)據(jù)是%d\n", res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'e':// 退出 scanner.close(); loop = false; default: break; } } System.out.println("程序退出~~"); } } class CircleArray { private int maxSize;// 表示數(shù)組的最大容量 // front的變量的含義做一個(gè)調(diào)整:front就指向隊(duì)列的第一個(gè)元素,也就是說(shuō)arr[front]就是隊(duì)列的第一個(gè)元素 // front的初始值=0 private int front; // rear變量的含義做一個(gè)調(diào)整:rear指向隊(duì)列的最后一個(gè)元素的后一個(gè)位置.因?yàn)橄M粘鲆粋€(gè)空間作為約定。 // rear的初始值=0 private int rear; private int[] arr;// 該數(shù)據(jù)用于存放數(shù)據(jù),模擬隊(duì)列 public CircleArray(int arrMaxSize) { maxSize = arrMaxSize; arr = new int[maxSize]; } // 判斷隊(duì)列是否滿 public boolean isFull() { return (rear + 1) % maxSize == front; } // 判斷隊(duì)列是否為空 public boolean isEmpty() { return rear == front; } // 添加數(shù)據(jù)到隊(duì)列 public void addQueue(int n) { // 判斷隊(duì)列是否滿 if (isFull()) { System.out.println("隊(duì)列滿,不能加入數(shù)據(jù)~~"); return; } // 直接將數(shù)據(jù)加入 arr[rear] = n; // 將rear后移,這里必須考慮取模 rear = (rear + 1) % maxSize;// 這里還有點(diǎn)沒理解 } // 獲取隊(duì)列的數(shù)據(jù),出隊(duì)列 public int getQueue() {// 這里也沒理解明白 // 判斷隊(duì)列是否空 if (isEmpty()) { // 通過(guò)異常拋出 throw new RuntimeException("隊(duì)列空,不能取數(shù)據(jù)"); } // 這里需要分析出front時(shí)指向隊(duì)列的第一個(gè)元素 // 1.先把front對(duì)應(yīng)的只保留到一個(gè)臨時(shí)變量 // 2.將front后移,考慮取模 // 3.將臨時(shí)保存的變量返回 int value = arr[front]; front = (front + 1) % maxSize; return value; } // 顯示隊(duì)列的所有數(shù)據(jù) public void showQueue() { // 遍歷 if (isEmpty()) { System.out.println("隊(duì)列空的,沒有數(shù)據(jù)~~"); return; } // 思路:從front開始遍歷,遍歷多少個(gè)元素 // 動(dòng)腦筋 for (int i = front; i < front + size(); i++) { System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]); } } // 求出當(dāng)前隊(duì)列有效數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù) public int size() { return (rear + maxSize - front) % maxSize; } // 顯示隊(duì)列的頭數(shù)據(jù),注意不是取出數(shù)據(jù) public int headQueue() { // 判斷 if (isEmpty()) { throw new RuntimeException("隊(duì)列空的,沒有數(shù)據(jù)~~"); } return arr[front]; } }
以上就是Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之稀疏數(shù)組與隊(duì)列深入理解的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java稀疏數(shù)組與隊(duì)列的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
相關(guān)文章
java自定義任務(wù)類定時(shí)執(zhí)行任務(wù)示例 callable和future接口使用方法
Callable是類似于Runnable的接口,實(shí)現(xiàn)Callable接口的類和實(shí)現(xiàn)Runnable的類都是可被其它線程執(zhí)行的任務(wù)2014-01-01Java?嵌入數(shù)據(jù)引擎從?SQLite?到?SPL詳解
這篇文章主要介紹了Java?嵌入數(shù)據(jù)引擎:從?SQLite?到?SPL,SQLite架構(gòu)簡(jiǎn)單,其核心雖然是C語(yǔ)言開發(fā)的,但封裝得比較好,對(duì)外呈現(xiàn)為一個(gè)小巧的Jar包,能方便地集成在Java應(yīng)用中,本文給大家介紹的非常詳細(xì),需要的朋友參考下2022-07-07spring boot+mybatis搭建一個(gè)后端restfull服務(wù)的實(shí)例詳解
這篇文章主要介紹了spring boot+mybatis搭建一個(gè)后端restfull服務(wù),本文通過(guò)實(shí)例代碼給大家介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下2020-11-11Logback 使用TurboFilter實(shí)現(xiàn)日志級(jí)別等內(nèi)容的動(dòng)態(tài)修改操作
這篇文章主要介紹了Logback 使用TurboFilter實(shí)現(xiàn)日志級(jí)別等內(nèi)容的動(dòng)態(tài)修改操作,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2021-08-085個(gè)JAVA入門必看的經(jīng)典實(shí)例
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了5個(gè)JAVA入門必看的經(jīng)典實(shí)例,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2017-10-10Java從單體架構(gòu)升級(jí)到微服務(wù)要注意的一些問(wèn)題
這篇文章主要介紹了Java從單體架構(gòu)升級(jí)到微服務(wù)要注意的一些問(wèn)題,對(duì)架構(gòu)感興趣的同學(xué),可以參考下2021-04-04