数据结构和算法(Java)——初识与稀疏数组

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数据结构

数据结构包括线性结构和非线性结构


线性结构

线性结构包含顺序存储结构(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。

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,后面我们会详细讲解。


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

当一个数组中大部分元素是0,或者为同一个值的时候,可以使用稀疏数组来保存该数组。

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。

小规模的数组就是稀疏数组

稀疏数组第一行记录原始数组总共几行几列,和多少个非0值 下面记录这些非0值在几行几列。


数组转换

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存入到稀疏数组

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。(即有多少行多少列)
  2. 再读取稀疏数组后几行的数据,并赋给原始的二维数组

例题

五子棋可以看做一个二维数组,0表示没有棋子,1表示黑子,2表示蓝子,请代码实现二维数组转换成稀疏数组,再转换成二维数组

     public class SparseArray {

	public static void main(String[] args) {
		//创建一个原始的二维数组 11*11
		//0表示没有棋子,1表示黑子,2表示蓝子
		int chessArr1[][] = new int[11][11];
		chessArr1[1][2] = 1;
		chessArr1[2][3] = 2;
		//输出原始的二维数组
		System.out.println("原始的二维数组:");
		for (int [] row : chessArr1) {
			for(int data : row) {
				System.out.printf("%d\t",data);
			}
			System.out.println();
		}
		
		//二维数组转成稀疏数组
		//1.先遍历二维数组,得到非0数据的个数
		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++;
				}
			}
		}
		//2.创建对应的稀疏数组
		int sparseArr[][] = new int[sum+1][3];
		//给稀疏数组赋值
		sparseArr[0][0] = 11;
		sparseArr[0][1] = 11;
		sparseArr[0][2] = sum;
		//遍历二维数组,将非0的值存放到稀疏数组中
		int count = 0;  //count 用于记录是第几个非0数据
		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];
				}
			}
		}
		
		//输出稀疏数组的形式
		System.out.println();
		System.out.println("得到的稀疏数组为*******");
		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();
		
		//将稀疏数组恢复成原始的二维数组
		
		//1.先读取稀疏数组第一行,根据第一行的数据,创建原始的二维数组
		int chessArr2[][] = new int [sparseArr[0][0]][sparseArr[0][1]];
		//2.在读取稀疏数组后几行的数组,并赋值给原始的二维数组
		for (int i = 1; i < sparseArr.length; i++) {
			chessArr2[sparseArr[i][0]][sparseArr[i][1]] = sparseArr[i][2];
		}
		//输出恢复后的二维数组
		System.out.println();
		System.out.println("恢复后的二维数组");
		
		for (int [] row : chessArr2) {
			for(int data : row) {
				System.out.printf("%d\t",data);
			}
			System.out.println();
		}
		
	}

}