稀疏数组的应用案例
稀疏数组的概念
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。 稀疏数组的处理方法是: 记录数组一共有几行几列，有多少个不同的值，指的是有效数据是多少个； 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；
以五子棋为例
分析问题
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.->稀疏数组。 右侧即为稀疏数组，将原始的数组进行数据的压缩转化而来的稀疏数据。
思路分析
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记录为sum
- 根据sum就可以创建稀疏数组sparseArr int[sum + 1] [3]，即得到对应稀疏数组的数组维数和模型
- 将二维数组的有效数据数据存入到稀疏数组
注意：重点就是稀疏数组的维数和模型的理解:
对于该例子，稀疏数组也是二维数组， 其中每行代表了原始数组的有效数据的信息，第一行的三列（也就是下标为0）分别代表了原始数组的最大行数，最大列数，以及有效数据有多少个； 剩下的每行都是代表每个有效数据的行坐标，列坐标以及值的大小； 而原始数组的0数据全都省略，压缩掉了；
稀疏数组转原始的二维数组的思路
- 先读取稀疏数组的第一行，根据第一行的数据，创建初始化原始的二维数组；
- 在读取稀疏数组后几行的数据，将每行代表的有效数据恢复到原始的二维数组对应的坐标处即可；
代码示例
@Test
public void SparseArrayTest1() {
/**
* 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
**/
//1.初始化一个棋盘11*11的二维数组，并下几个棋子给该数组赋值几个数据,
int[][] chessArr1 = new int[11][11];
int sum = 0;// 棋盘上棋子个数
chessArr1[0][2] = 1;
chessArr1[1][3] = 2;
chessArr1[5][3] = 1;
chessArr1[6][3] = 2;
System.out.println("棋盘显示图：");
for (int[] row : chessArr1) {
for (int col : row) {
System.out.printf("%d\t",col);
}
System.out.println();
}
//2.得到棋局上所有的棋子个数，也就是有效数据个数
for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < chessArr1[i].length; j++) {
if(chessArr1[i][j] != 0) {
sum++;
}
}
}
System.out.println("sum="+sum);
//3.创建稀疏数组，并将棋盘数组的有效数据存在稀疏数组中(重点是稀疏数组的格式)
int[][] sparseArr = new int[sum+1][3];
sparseArr[0][0] = 11;
sparseArr[0][1] = 11;
sparseArr[0][2] = sum;
//4.遍历棋盘数组，将有效数据存放到稀疏数组中
int count = 1;
for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < chessArr1[i].length; j++) {
if(chessArr1[i][j] !=0) {
sparseArr[count][0] = i;
sparseArr[count][1] = j;
sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
count++;
}
}
}
//5.遍历下稀疏数组
System.out.println("稀疏数组显示图：");
for (int[] row : sparseArr) {
for (int col : row) {
System.out.printf("%d\t",col);
}
System.out.println();
}
/**
* 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.
*
*/
int[][] chessArr2 = new int[sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
for (int j = 0; j < sparseArr[i].length; j++) {
chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
}
}
System.out.println("新棋盘显示图：");
for (int[] row : chessArr2) {
for (int col : row) {
System.out.printf("%d\t",col);
}
System.out.println();
}
}
进阶一步
将稀疏数组保存到map.txt文件中，并且从该文件中读取稀疏数组并恢复原始数组； 利用Java的IO流操作。
代码示例
/**
*
1)在前面Test1的基础上，将稀疏数组保存到磁盘上，比如map.data
2) 恢复原来的数组时，读取map.data 进行恢复
*/
@Test
public void SparseArrayTest2() throws Exception {
//1.初始化一个棋盘11*11的二维数组，并下几个棋子给该数组赋值几个数据,
int[][] chessArr1 = new int[11][11];
int sum = 0;// 棋盘上棋子个数
chessArr1[0][2] = 1;
chessArr1[1][3] = 2;
chessArr1[5][3] = 1;
chessArr1[6][3] = 2;
chessArr1[8][9] = 1;
chessArr1[9][10] = 2;
System.out.println("棋盘显示图：");
for (int[] row : chessArr1) {
for (int col : row) {
System.out.printf("%d\t",col);
}
System.out.println();
}
//2.得到棋局上所有的棋子个数，也就是有效数据个数
for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < chessArr1[i].length; j++) {
if(chessArr1[i][j] != 0) {
sum++;
}
}
}
System.out.println("sum="+sum);
//3.创建稀疏数组，并将棋盘数组的有效数据存在稀疏数组中(重点是稀疏数组的格式)
int[][] sparseArr = new int[sum+1][3];
sparseArr[0][0] = 11;
sparseArr[0][1] = 11;
sparseArr[0][2] = sum;
//4.遍历棋盘数组，将有效数据存放到稀疏数组中
int count = 1;
for (int i = 0; i < chessArr1.length; i++) {
for (int j = 0; j < chessArr1[i].length; j++) {
if(chessArr1[i][j] !=0) {
sparseArr[count][0] = i;
sparseArr[count][1] = j;
sparseArr[count][2] = chessArr1[i][j];
count++;
}
}
}
//5.遍历下稀疏数组
System.out.println("稀疏数组显示图：");
for (int[] row : sparseArr) {
for (int col : row) {
System.out.printf("%d\t",col);
}
System.out.println();
}
// 将稀疏数组存放到map.txt文件中
File file = new File("F:/workspace/DataStructures/sparseArrayUsed/map.txt");
FileWriter out = new FileWriter(file);
for (int i = 0; i < sparseArr.length; i++) {
for (int j = 0; j < sparseArr[i].length; j++) {
out.write(sparseArr[i][j]+"\t");
}
out.write("\r\n");
}
out.close();
/**
* 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.
*
*/
int[][] chessArr2 = null;
BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(file));
String line;
int rowMap=0;
// 逐行读取，并将每个数组放入到数组中
while((line = in.readLine()) != null){
String[] temp = line.split("\t");
if(rowMap==0) {
chessArr2 = new int[Integer.parseInt(temp[0])][Integer.parseInt(temp[1])];
}else{
chessArr2[Integer.parseInt(temp[0])][Integer.parseInt(temp[1])] = Integer.parseInt(temp[2]);
}
rowMap++;
}
in.close();
System.out.println("新棋盘显示图：");
for (int[] row : chessArr2) {
for (int col : row) {
System.out.printf("%d\t",col);
}
System.out.println();
}
}
