线性结构与非线性结构
线性结构
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数据元素之间存在一对一的线性关系
-
线性结构有两种不同的存储结构，即顺序存储结构(数组)和链式存储结构(链表)。顺序存储的线性表称为顺序表，顺序表中的存储元素是连续的
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链式存储的线性表称为链表，链表中的存储元素不一定是连续的，元素节点中存放数据元素以及相邻元素的地址信息
-
线性结构常见的有：数组、队列、链表和栈
非线性结构
非线性结构包括：二维数组，多维数组，广义表，树结构，图结构
稀疏数组和队列
稀疏数组
场景
如果该五子棋盘提供有保存功能，该棋盘如果转换为二维数组，很多默认值为0，因此记录了很多没有意义的数据,此时考虑使用稀疏数组进行存储。
分析：
数据从上到下，从左到右依次表示：
- 第一行：数组中有11行11列2个有效的值
- 第二行：数组第一行第二列的值有效值为1
- 第三行：数组第二行第三列的有效值为2
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
- 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
代码实现
import java.io.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
/**
* 稀疏数组
*
* @author zhangshuai
*/
public class SpareArray {
public static void main(String[] args) throws IOException {
int[][] chessArray = createArray();
int sum = initSum(chessArray);
int[][] spareArray = createSpareArray(sum, chessArray);
System.out.println("--------------棋盘");
printArray(chessArray);
System.out.println("--------------稀疏数组");
printArray(spareArray);
System.out.println("--------------将稀疏数组写入磁盘...");
writerData(spareArray);
System.out.println("--------------读取磁盘中的数据...");
int[][] resultSpareArray = readData();
System.out.println("--------------文件中读出的稀疏数组...");
printArray(resultSpareArray);
System.out.println("--------------稀疏矩阵转换为原始棋盘...");
int[][] result = initArray(resultSpareArray);
printArray(result);
}
/**
* 稀疏矩阵转换为原始矩阵
*
* @param resultSpareArray
* @return
*/
private static int[][] initArray(int[][] resultSpareArray) {
int[][] result = new int[resultSpareArray[0][0]][resultSpareArray[0][1]];
// 原始棋盘中的数字个数
int sum2 = resultSpareArray[0][2];
for (int i = 1; i <= sum2; i++) {
result[resultSpareArray[i][0]][resultSpareArray[i][1]] = resultSpareArray[i][2];
}
return result;
}
/**
* 读取磁盘中的数据
*
* @return
* @throws IOException
*/
private static int[][] readData() throws IOException {
File file = new File("E:" + File.separator + "study" + File.separator + "map.data");
FileInputStream fis = null;
InputStreamReader reader = null;
int[][] resultSpareArray = null;
try {
System.out.println("打开文件中...");
// 打开本地磁盘中的文件
// Desktop.getDesktop().open(file);
fis = new FileInputStream(file);
reader = new InputStreamReader(fis, StandardCharsets.UTF_8);
StringBuffer sb = new StringBuffer();
while (reader.ready()) {
sb.append((char) reader.read());
}
System.out.println("文件中的内容...");
System.out.println(sb);
String str = sb.toString();
String[] strReg = str.split(",");
// 11 11 2 1 2 1 2 3 2
resultSpareArray = new int[strReg.length / 3][3];
int index = 0;
for (String str2 : strReg) {
resultSpareArray[(index - (index % 3)) / 3][index % 3] = Integer.parseInt(str2);
index++;
}
} finally {
if (reader != null) {
reader.close();
}
if (fis != null) {
fis.close();
}
}
return resultSpareArray;
}
/**
* 将稀疏数组写入磁盘
*
* @param spareArray
* @throws IOException
*/
private static void writerData(int[][] spareArray) throws IOException {
File file = new File("E:" + File.separator + "study" + File.separator + "map.data");
try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file); OutputStreamWriter write = new OutputStreamWriter(fos, StandardCharsets.UTF_8)) {
for (int[] ints : spareArray) {
write.append(String.valueOf(ints[0])).append(",").append(String.valueOf(ints[1])).append(",").append(String.valueOf(ints[2])).append(",");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("写入文件成功！");
}
}
/**
* 打印二维数组
*
* @param array
*/
private static void printArray(int[][] array) {
for (int[] arr : array) {
for (int a : arr) {
System.out.print(a + " ");
}
System.out.println();
}
}
/**
* 初始化稀疏数组
*
* @param sum
* @param chessArray 棋盘
* @return
*/
private static int[][] createSpareArray(int sum, int[][] chessArray) {
int[][] spareArray = new int[sum + 1][3];
// 稀疏数组的row
int row = chessArray.length;
// 稀疏数组的col
int col = chessArray[0].length;
spareArray[0][0] = row;
spareArray[0][1] = col;
spareArray[0][2] = sum;
// 记录稀疏数组的行数
int k = 1;
for (int i = 0; i < row; i++) {
for (int j = 0; j < col; j++) {
if (sum < k) {
break;
}
if (chessArray[i][j] != 0) {
spareArray[k][0] = i;
spareArray[k][1] = j;
spareArray[k][2] = chessArray[i][j];
k++;
}
}
}
return spareArray;
}
/**
* 遍历棋盘
*
* @param chessArray 棋盘
* @return 棋盘中共有多少个数
*/
private static int initSum(int[][] chessArray) {
int sum = 0;
for (int[] arr : chessArray) {
for (int a : arr) {
if (a != 0) {
sum++;
}
}
}
return sum;
}
/**
* 创建棋盘
*
* @return 返回的棋盘的二维数组
*/
private static int[][] createArray() {
int[][] chessArray = new int[11][11];
chessArray[1][2] = 1;
chessArray[2][3] = 2;
return chessArray;
}
}
