🧡数据结构与算法🧡从零到有系列《四》稀疏数组和队列

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上一篇说到了数据结构与算法中的链表今儿来说说稀疏数组和队列

线性结构和非线性结构

数据结构包括:线性结构和非线性结构。

线性结构

  • 线性结构作为最常用的数据结构,其特点是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,即顺序存储结构和链式存储结构。
  • 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
  • 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

1. 稀疏数组

1.1 需求案例

常见五子棋程序中,有黑子和蓝子棋子,使用二维数组来表示

image.png

0表示默认值,可以发现的是记录了很多没有意义的数据。那么我们思考,如何能够把数据记录优化至最小呢。

1.2 介绍

压缩条件:

1、 原数组中存在大量的无效数据,占据了大量的存储空间,真正有用的数据很少

2、 压缩存储可以节省储存空间,避免资源的不必要的浪费,在数据序列化到磁盘时,压缩存储可以提高IO效率。

稀疏数组处理方法:

1、 记录数组一共有几行几列,有多少个不同的值

2、 把具有不同值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。

1.3 实现步骤

image.png

1.4 练习

1、 使用稀疏数组来保留如上二维数组(棋盘)

2、 把稀疏数组存盘可以重新恢复原来的二维数组

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2. 队列

2.1 队列介绍

队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头

image.png

1、 队列是一个有序列表,可以用数 组和链表来实现

2、 队列先进先出,即是先入队列的数据最先被取出,后存入的数据后取出。

2.2 数组模拟队列场景

image.png

/**

 * author:韩国庆

 * date:2021/1/28 16:38

 * version:1.0

 */

public class ArrayQueue {

    private int maxSize;

    private int headPoint;

    private int lastPoint;

    private int[] array;

 

    public ArrayQueue(int maxSize){

        this.maxSize = maxSize;

        array = new int[maxSize];

        headPoint = -1;

        lastPoint = -1;

    }

 

    public boolean isFull(){

        return lastPoint == maxSize-1;
        }

 

    public boolean isEmpty(){

        return lastPoint == headPoint;

    }

 

    public void addQueue(int n){

        if (isFull()){

            System.out.println("队列已满");

            return;

        }

        lastPoint++;

        array[lastPoint] = n;

 

    }

 

    public int getQueue(){

        if (isEmpty()){

            throw new RuntimeException("空队列");

        }

        headPoint++;

        return array[headPoint];

    }

 

    public void findQueue(){

        if (isEmpty()){

            throw new RuntimeException("空队列");

        }

        for (int i=0;i<array.length;i++){

            System.out.printf("array[%d]=%d\n",i,array[i]);
            }

    }

    /**

        查看队列头数据,不是取出来数据

     */

    public int headQueue(){

        if (isEmpty()){

            throw new RuntimeException("空队列");

        }

        return array[headPoint+1];

    }

    

}