java數(shù)據(jù)結(jié)構算法稀疏數(shù)組示例詳解
一、什么是稀疏數(shù)組
當一個數(shù)組a中大部分元素為0,或者為同一個值,那么可以用稀疏數(shù)組b來保存數(shù)組a。
首先,稀疏數(shù)組是一個數(shù)組,然后以一種特定的方式來保存上述的數(shù)組a,具體處理方法:
- 記錄數(shù)組a一共有幾行幾列
- 記錄a中有多少個不同的值
- 最后記錄不同值的元素所在行列,以及具體的值,放在一個小規(guī)模的數(shù)組里,以縮小程序的規(guī)模。
這個小規(guī)模的數(shù)組,就是稀疏數(shù)組。
舉個栗子,左側(cè)是一個二維數(shù)組,一共5行4列,其中非0的值一共有6個。于是,按照規(guī)則就可以轉(zhuǎn)化成右側(cè)的稀疏數(shù)組。
二、場景用法
意思聽明白了,但是這玩意有啥應用場景呢?
比如現(xiàn)在有一個五子棋游戲的程序需求:游戲可以進行存盤,下次打開游戲可以續(xù)上盤。
那么記錄五子棋的棋盤內(nèi)容,其實用二維數(shù)組記錄非常的直觀。
但是因為這個二維數(shù)組的很多值都是0,沒有意義,所以可以考慮用稀疏數(shù)組對其進行轉(zhuǎn)化。
1.二維數(shù)組轉(zhuǎn)稀疏數(shù)組思路
如何轉(zhuǎn)化,思路很簡單:
- 遍歷原始二維數(shù)組,得到有效數(shù)據(jù)的個數(shù)sum
- 根據(jù)sum就可以創(chuàng)建稀疏數(shù)組 sparseArr
- 將二維數(shù)組的有效數(shù)據(jù)存入到稀疏數(shù)組
2.稀疏數(shù)組轉(zhuǎn)二維數(shù)組思路
讀盤的時候需要把稀疏再轉(zhuǎn)回二維數(shù)組:
- 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)建二維數(shù)組
- 繼續(xù)讀取稀疏數(shù)組后幾行的數(shù)據(jù),對二維數(shù)組賦值。
3.代碼實現(xiàn)
過程很簡單,對了,稀疏數(shù)組最好存到磁盤里(代碼中不包含),然后要用的時候再去讀取轉(zhuǎn)化回二維數(shù)組。
public class SparseArray { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建原始二維數(shù)組,11*11 // 0表示沒有棋子,1表示黑子,2表示藍子 int chessArr1[][] = new int[11][11]; chessArr1[1][2] = 1; chessArr1[2][3] = 2; // 輸出原始的二維數(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)化為 稀疏數(shù)組 // 1. 先遍歷二維數(shù)組,得到非0數(shù)據(jù)的個數(shù) int sum = 0; for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) { for (int j = 0; j < chessArr1.length ; j++) { if (chessArr1[i][j] != 0) { sum++; } } } System.out.println("sum: " + sum); // 2. 創(chuàng)建對應的稀疏數(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; // 3. 遍歷二維數(shù)組,得到非0數(shù)據(jù)存放到sparseArr int count = 0; // 用于記錄是第幾個非0數(shù)據(jù) for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) { for (int j = 0; j < chessArr1.length ; 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 System.out.println("稀疏數(shù)組:"); 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]); } System.out.println(); // 將稀疏數(shù)組 恢復成 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. 讀取稀疏數(shù)組的后幾行數(shù)據(jù),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]; } // 輸出恢復后的二維數(shù)組 System.out.println("恢復后的二維數(shù)組:"); for (int[] row : chessArr2) { for (int data : row) { System.out.printf("%d\t", data); } System.out.println(); } } }
運行結(jié)果:
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 sum: 2 稀疏數(shù)組: 11 11 2 1 2 1 2 3 2 恢復后的二維數(shù)組: 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 Process finished with exit code 0
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